一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，包括整流滤波模块A、DC‑DC功率变换模块、整流滤波模块B、输入电压检测模块、隔离模块、监控信号处理模块、DC‑DC变换模块、充电控制模块、输出采样模块、隔离反馈模块和PWM控制模块。本发明专利技术的有益效果是：1、只要线路在正常运行即可为在线监测设备提供稳定可靠的工作电源，确保状态检修的实时性。2、只要线路在正常运行，即可为航空障碍灯提供稳定可靠的工作电源，确保线路及航空安全。3、能够应对极端气候对在线监测和航空障碍灯的供电保证。4、大幅度减少蓄电池的容量及延长蓄电池使用寿命，保护环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种取电装置，具体是一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置。
技术介绍
输电线路大多处于人员难以到达的区域，输电线路的运行维护极为困难。要了解线路的实时运行状态，传统的人工巡检模式不能满足输电线路安全运行的要求，越来越多的输电线路在线监测系统投入到输电线路上。输电线路的运行环境复杂，输电线路在线监测系统的供电一直是个难题，无法有效解决。随着输电线路电压等级的提高，输电线路铁塔的高度越来越高，输电线路铁塔上安装的航空障碍灯也越来越多。输电线路在线监测系统和航空障碍灯的传统供电方式是采用光伏板为蓄电池充电，从而为输电线路在线监测系统和航空障碍灯提供工作电源。满足要求的光伏板表面积大，迎风面积较大，施工安装不变，运行过程中安全系数低。其还受制于天气的影响，发电效率低下。由于光伏板不能实现全天候工作，需配备大容量蓄电池，增加了铁塔重量，为线路安全运行带来隐患。另外，由于光伏板长期暴露于自然环境下，粉尘、鸟粪等物质堆积于光伏板表面，无人维护，也会使光伏板快速失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、使用方便的基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，包括整流滤波模块A、DC-DC功率变换模块、整流滤波模块B、输入电压检测模块、隔离模块、监控信号处理模块、DC-DC变换模块、充电控制模块、输出采样模块、隔离反馈模块和PWM控制模块，其特征在于，所述整流滤波模块A的电压输入端连接交流输入，整流滤波模块A的电压输出端连接输入电压检测模块和DC-DC功率变换模块，DC-DC功率变换模块还分别连接整流滤波模块B和PWM控制模块，PWM控制模块还连接隔离反馈模块，隔离反馈模块还连接输出采样模块，输出采样模块还分别连接整流滤波模块B和充电控制模块，输入电压检测模块的信号输出端连接隔离模块，隔离模块还连接监控信号处理模块，监控信号处理模块还分别连接DC-DC变换模块和充电控制模块。作为本专利技术的优选方案：所述监控信号处理模块包括GSM模块和RS485通讯模块。作为本专利技术的优选方案：所述DC-DC功率变换模块输出电压为12V，DC-DC变换模块的输出电压为5V。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、只要线路在正常运行即可为在线监测设备提供稳定可靠的工作电源，确保状态检修的实时性。2、只要线路在正常运行，即可为航空障碍灯提供稳定可靠的工作电源，确保线路及航空安全。3、能够应对极端气候对在线监测和航空障碍灯的供电保证。4、大幅度减少蓄电池的容量及延长蓄电池使用寿命，保护环境。附图说明图1为本专利技术的的整体结构框图；图2为本专利技术的系统工作示意图；图3为取电装置原理图；图4为电磁感应示意图；图5为防雷设计的工作示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-5，一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，包括整流滤波模块A、DC-DC功率变换模块、整流滤波模块B、输入电压检测模块、隔离模块、监控信号处理模块、DC-DC变换模块、充电控制模块、输出采样模块、隔离反馈模块和PWM控制模块，其特征在于，所述整流滤波模块A的电压输入端连接交流输入，整流滤波模块A的电压输出端连接输入电压检测模块和DC-DC功率变换模块，DC-DC功率变换模块还分别连接整流滤波模块B和PWM控制模块，PWM控制模块还连接隔离反馈模块，隔离反馈模块还连接输出采样模块，输出采样模块还分别连接整流滤波模块B和充电控制模块，输入电压检测模块的信号输出端连接隔离模块，隔离模块还连接监控信号处理模块，监控信号处理模块还分别连接DC-DC变换模块和充电控制模块。监控信号处理模块包括GSM模块和RS485通讯模块。DC-DC功率变换模块输出电压为12V，DC-DC变换模块的输出电压为5V。本专利技术的工作原理是：本专利技术涉及一种供电装置，从架空输电线路绝缘地线抽取电能，为输电线路在线监测装置及航空障碍灯提供稳定可靠的工作电源。其主要工作原理如下：1、交流输电线路在进行电能传输时，会产生电磁感应，如图4所示。由于两个地线之间存在相位差，因此，在两根地线间会形成线间环流。这部分线间环流是输电线路运行中产生的正常损耗。如对这部分损耗进行抽取利用即可解决输电线路上的小容量用电设备的供电问题。2、针对拥有双地线的交流架空输电线路，线路在2～8kM绝缘段内，普通地线进行绝缘处理，OPGW不做改动。电源装置位于一基铁塔上，一个输入端与绝缘地线进行电气连接，另一输入端连接到铁塔上。绝缘段的另一端，普通地线和OPGW均与铁塔直接连接。如图3所示。绝缘地线上的感应电流的原理如图4所示。3、由于本取电装置与绝缘地线直接进行电气连接，遭受雷击概率较大。必须进行充分的防雷考虑。本装置采用了退耦线圈、退耦器和两级电源防雷器组合设计。当雷电击中绝缘地线时，本装置的输入电压快速上升，在雷电先导阶段，本装置的退耦线圈会施加反向电动势，将地线绝缘子的放电间隙击穿，泄放掉70%左右的雷电流。剩余的雷电流在流经退耦器时，将会击穿电源防雷器A，泄放掉剩余的雷电流，如雷电流过大，则通过电源防雷器B进行剩余的全部雷电流泄放。此时，雷电流已全部通过铁塔接地泄放，而不会流入本装置AC-DC变换部分造成本装置及负载的烧毁。该部分设计如图5所示。4、考虑到本装置大多运行于人员难以到达的区域，工作人员需要远程监测本装置的运行状态。本装置通过2G方式被动监测产品运行状态。通过GSM短信形式可查询本装置运行状态。同时考虑到降低用户运行费用，本装置只有在工作异常时才会发出告警信息。5、本装置采用模块化设计，监测单元独立运行于电源之外，各部分检测信号经采样、隔离后传输给监测信号处理单元，监测信号处理单元经过软件计算后可通过GSM传输单元进行远程数据传输和RS485本地通信单元进行本地数据传输。由于监测单元不对电源进行任何反向数据传输，因此当监测单元发生故障时，电源模块仍能维持正常输出，保持设备供电。6、由于本装置的能量输入来源于输电线路运行时的感应，感应电压与输电线路的输送电流成正比关系，而输电线路输送电流变换较大，因此本装置的输入电压参数变化大，而要维持稳定的输出电压，本装置采取PWM控制法来进行电路设计。本装置的AC-DC设计原理是首先将交流电进行初级整流滤波转换成直流电，然后经过DC-DC转换为易处理12V直流。然后进行二次整流、滤波，消除高次谐波及纹波影响，得到稳定的12V直流输出。经过对输出信号采样后反馈给PWM控制器，实现动态调节输出电压，从而减少输出电压随负载的变换而波动。原理框图如图1所示。7、本装置设置了电源运行参数的监测单元，独立于电源主板之外。监测单元将采集到的装置运行参数经过单片机运算后转换为TTL信号，经RS485某块进行本地数据传输，同时也可经过GSM模块进行远程的短信数据传输。由于各模块均独立设计，在监测单元发生故障时并不影响单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，包括整流滤波模块A、DC‑DC功率变换模块、整流滤波模块B、输入电压检测模块、隔离模块、监控信号处理模块、DC‑DC变换模块、充电控制模块、输出采样模块、隔离反馈模块和PWM控制模块，其特征在于，所述整流滤波模块A的电压输入端连接交流输入，整流滤波模块A的电压输出端连接输入电压检测模块和DC‑DC功率变换模块，DC‑DC功率变换模块还分别连接整流滤波模块B和PWM控制模块，PWM控制模块还连接隔离反馈模块，隔离反馈模块还连接输出采样模块，输出采样模块还分别连接整流滤波模块B和充电控制模块，输入电压检测模块的信号输出端连接隔离模块，隔离模块还连接监控信号处理模块，监控信号处理模块还分别连接DC‑DC变换模块和充电控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于交流架空输电线路绝缘地线的取电装置，包括整流滤波模块A、DC-DC功率变换模块、整流滤波模块B、输入电压检测模块、隔离模块、监控信号处理模块、DC-DC变换模块、充电控制模块、输出采样模块、隔离反馈模块和PWM控制模块，其特征在于，所述整流滤波模块A的电压输入端连接交流输入，整流滤波模块A的电压输出端连接输入电压检测模块和DC-DC功率变换模块，DC-DC功率变换模块还分别连接整流滤波模块B和PWM控制模块，PWM控制模块还连接隔离反馈模块，隔离反馈模块还连接输出采样模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，
申请(专利权)人：武汉安耐齐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42