一种用于电缆监测的低启动电流取电电路制造技术

一种用于电缆监测的低启动电流取电电路，属于高压电力电缆监测技术领域，该电流取电电路的一端接在电流互感器二次侧，另一端接在监测设备上，电流取电电路包括防雷保护电路、可控硅过压保护电路、整流桥和泄能电路、储能滤波电路、线性稳压电路以及滞回比较电路，本实用新型专利技术的取电电路将整流和泄能电路结合在一起，减小了0.7V二极管管压降从而减小了启动电流，超级电容与电解电容并联从而减小了串联等效电阻ESR配合低压差线性稳压器，保证了宽电流范围内输出电压纹波很小。泄流电路与可控硅保护电路构成双重保护提高了取电电路的可靠性，具有控制电路结构简单，便于实施，性能可靠，体积小，价格低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电缆监测的低启动电流取电电路
本技术属于高压电力电缆监测
，特别涉及一种用于高压电力电缆监测的低启动电流取电电路。
技术介绍
随着智能电网的进一步发展以及电力产业的要求，对输电电缆进行实时监测变得尤为重要，而监测设备需要持续稳定工作的电源，而电流互感器进行获取电能的方式比较其它(如太阳能板获取电能、激光功能、蓄电池功能等等)一些方式更加稳定持续可靠的工作，更加经济，且取电装置质量体积小，安装更加方便等，更加适合作为监测设备的供电电源。针对电流互感器取电电路的设计需要保证三点：一、应尽量降低电流互感器取电电路启动电流。二、当设备供电电压超过指定值时泄流电路要可靠动作。三、在宽电流范围内需要保持设备供电电压的稳定。但目前，电流互感器取电电路的设计还不足够完善，电流互感器取电电路的失效不仅仅是让监测设备无法工作，可能会导致电流互感器饱和而发热严重起火，甚至威胁电网的安全运行，所以对电流互感器取电电路的可靠性要求很高，需要比较完善的设计。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题：针对现有的电流互感器取电电路的设计还不足够完善，电流互感器取电电路的失效不仅仅是让监测设备无法工作，可能会导致电流互感器饱和而发热严重起火，甚至威胁电网的安全运行等技术问题，提供一种用于电缆监测的低启动电流取电电路。本技术采用如下的技术方案：一种用于电缆监测的低启动电流取电电路，其特征是：该电流取电电路的一端接在电流互感器二次侧，另一端接在监测设备上，电流取电电路包括防雷保护电路、可控硅过压保护电路、整流桥和泄能电路、储能滤波电路、线性稳压电路以及滞回比较电路，所述防雷保护电路由双向瞬态抑制二极管D3构成，双向瞬态抑制二极管D3并联在电流互感器二次侧；所述可控硅过压保护电路由双向晶闸管Q1、稳压二极管D4、稳压二极管D6、电容C8、电阻R2及电容C6构成，双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2连接在电流互感器二次侧；稳压二极管D4的阴极和稳压二极管D6的阴极对接，稳压二极管D4的阳极连接到双向晶闸管Q1的门极上，稳压二极管D6的阳极连接到双向晶闸管Q1的第二阳极A2上，电容C8并联在双向晶闸管Q1的第二阳极A2和双向晶闸管Q1的门极之间，电阻R2和电容C6串联后并联在双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2之间；所述整流桥和泄能电路由N-Mosfet管Q2、N-Mosfet管Q3、整流二极管D1及整流二极管D2构成，N-Mosfet管Q2的源极和N-Mosfet管Q3的源极连接在一起，构成直流负极GND接地端子；整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接在一起，构成直流正极供电电压VCC端子；N-Mosfet管Q2的漏极与整流二极管D1的阳极连接后与电流互感器二次侧的一端连接，N-Mosfet管Q3的漏极与整流二极管D2的阳极连接后与电流互感器二次侧的另一端连接，N-Mosfet管Q2的门极和N-Mosfet管Q3的门极连接在一起；所述储能滤波电路由电容C1、电容C2和电容C4构成，电容C1的正极和电容C2的正极连接到供电电压VCC端子上，电容C1的负极和电容C2的负极连接到GND接地端子上；电容C4连接在供电电压VCC端子和GND接地端子之间；所述线性稳压电路由RT9193低压差线性稳压器、电容C5及电容C3构成，RT9193低压差线性稳压器的输入引脚Vin和使能引脚En都连接到供电电压VCC端子上，RT9193低压差线性稳压器的接地引脚GND接GND接地端子上，RT9193低压差线性稳压器的输出引脚Vout接3.3V端子，RT9193低压差线性稳压器的旁路引脚BP经电容C5接GND接地端子；电容C3的正极接3.3V端子，电容C3的负极接GND接地端子上；所述滞回比较电路由电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R5、TLV3012带基准电压源的运算放大器、PNP型三极管Q4、NPN型三极管Q5、二极管D7及电阻R4构成，其中电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R5和TLV3012带基准电压源的运算放大器构成滞回比较器，PNP型三极管Q4、NPN型三极管Q5、二极管D7和电阻R4构成N-Mosfet管Q2及N-Mosfet管Q3的驱动电路，TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V+接供电电压VCC端子，TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V-接GND接地端子，电容C9和电容C10并联在TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V+和TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V-之间；TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚Vref与TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN-连接到一起；将电阻R1、电阻R3和电阻R6的一端连成Y型，电阻R1的另一端与供电电压VCC端子连接，电阻R3的另一端接GND接地端子，电阻R6的另一端连TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN+，电容C7和电阻R3并联；电阻R5连接在TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN+和TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚OUT之间；PNP型三极管Q4和NPN型三极管Q5的基极连接在一起，然后连接到TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚OUT；PNP型三极管Q4和NPN型三极管Q5的发极连接在一起并经电阻R4分别连接到N-Mosfet管Q2及N-Mosfet管Q3的门极；PNP型三极管Q4的集电极接地，NPN型三极管Q5的集电极接供电电压VCC端子；二极管D7与电阻R4并联，二极管D7的阳极靠向N-Mosfet管Q2的门极侧。进一步，所述储能滤波电路由电容C1、电容C2和电容C4构成，其中电容C1为超级电容、电容C2为电解电容和电容C4为瓷片电容。进一步，所述电容C3为钽电容，电容C5为瓷片电容。进一步，所述电容C8和电容C6为瓷片电容。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：一种用于电缆监测的低启动电流取电电路，其一端接在电流互感器二次侧，另一端接到监测设备为设备供电，当电流一次侧电流达到启动电流时，监测设备获得稳定的3.3V直流电压，与传统的电流互感器取电电路相比，该取电电路将整流和泄能电路结合在一起，减小了0.7V二极管管压降从而减小了启动电流，超级电容与电解电容并联从而减小了串联等效电阻ESR配合低压差线性稳压器，保证了宽电流范围内输出电压纹波很小。泄流电路与可控硅保护电路构成双重保护提高了取电电路的可靠性，具有控制电路结构简单，便于实施，性能可靠，体积小，价格低等优点。附图说明图1是本技术的原理结构框图。图2是本技术一种用于电缆监测的低启动电流取电电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明，本技术的主要原理：将本技术提出的用于电缆监测的低启动电流取电电路的一端接在电流互感器的二次侧，另一端接在监测设备上，正常运行时电流通过整流滤波和线性稳压器输出稳定电压，当电压未超过设定值时泄流电路不动作，对电路相当于开路，当电压超过上限时，N-Mosfet管Q2和N-Mosfet管Q3触发导通，电流互感器二次侧被N-Mosfet管Q2和N-Mosfet管Q3短路进行泄流，当电压低于下限时，N-Mosfet管Q2和N-Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电缆监测的低启动电流取电电路，其特征是：该电流取电电路的一端接在电流互感器二次侧，另一端接在监测设备上，电流取电电路包括防雷保护电路、可控硅过压保护电路、整流桥和泄能电路、储能滤波电路、线性稳压电路以及滞回比较电路，所述防雷保护电路由双向瞬态抑制二极管D3构成，双向瞬态抑制二极管D3并联在电流互感器二次侧；所述可控硅过压保护电路由双向晶闸管Q1、稳压二极管D4、稳压二极管D6、电容C8、电阻R2及电容C6构成，双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2连接在电流互感器二次侧；稳压二极管D4的阴极和稳压二极管D6的阴极对接，稳压二极管D4的阳极连接到双向晶闸管Q1的门极上，稳压二极管D6的阳极连接到双向晶闸管Q1的第二阳极A2上，电容C8并联在双向晶闸管Q1的第二阳极A2和双向晶闸管Q1的门极之间，电阻R2和电容C6串联后并联在双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2之间；所述整流桥和泄能电路由N‑Mosfet管Q2、N‑Mosfet管Q3、整流二极管D1及整流二极管D2构成，N‑Mosfet管Q2的源极和N‑Mosfet管Q3的源极连接在一起，构成直流负极GND接地端子；整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接在一起，构成直流正极供电电压VCC端子；N‑Mosfet管Q2的漏极与整流二极管D1的阳极连接后与电流互感器二次侧的一端连接，N‑Mosfet管Q3的漏极与整流二极管D2的阳极连接后与电流互感器二次侧的另一端连接，N‑Mosfet管Q2的门极和N‑Mosfet管Q3的门极连接在一起；所述储能滤波电路由电容C1、电容C2和电容C4构成，电容C1的正极和电容C2的正极连接到供电电压VCC端子上，电容C1的负极和电容C2的负极连接到GND接地端子上；电容C4连接在供电电压VCC端子和GND接地端子之间；所述线性稳压电路由RT9193低压差线性稳压器、电容C5及电容C3构成，RT9193低压差线性稳压器的输入引脚Vin和使能引脚En都连接到供电电压VCC端子上，RT9193低压差线性稳压器的接地引脚GND接GND接地端子上，RT9193低压差线性稳压器的输出引脚Vout接3.3V端子，RT9193低压差线性稳压器的旁路引脚BP经电容C5接GND接地端子；电容C3的正极接3.3V端子，电容C3的负极接GND接地端子上；所述滞回比较电路由电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R5、TLV3012带基准电压源的运算放大器、PNP型三极管Q4、NPN型三极管Q5、二极管D7及电阻R4构成，其中电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R5和TLV3012带基准电压源的运算放大器构成滞回比较器，PNP型三极管Q4、NPN型三极管Q5、二极管D7和电阻R4构成N‑Mosfet管Q2及N‑Mosfet管Q3的驱动电路，TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V+接供电电压VCC端子，TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V‑接GND接地端子，电容C9和电容C10并联在TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V+和TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚V‑之间；TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚Vref与TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN‑连接到一起；将电阻R1、电阻R3和电阻R6的一端连成Y型，电阻R1的另一端与供电电压VCC端子连接，电阻R3的另一端接GND接地端子，电阻R6的另一端连TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN+，电容C7和电阻R3并联；电阻R5连接在TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚IN+和TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚OUT之间；PNP型三极管Q4和NPN型三极管Q5的基极连接在一起，然后连接到TLV3012带基准电压源的运算放大器的引脚OUT；PNP型三极管Q4和NPN型三极管Q5的发极连接在一起并经电阻R4分别连接到N‑Mosfet管Q2及N‑Mosfet管Q3的门极；PNP型三极管Q4的集电极接地，NPN型三极管Q5的集电极接供电电压VCC端子；二极管D7与电阻R4并联，二极管D7的阳极靠向N‑Mosfet管Q2的门极侧。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电缆监测的低启动电流取电电路，其特征是：该电流取电电路的一端接在电流互感器二次侧，另一端接在监测设备上，电流取电电路包括防雷保护电路、可控硅过压保护电路、整流桥和泄能电路、储能滤波电路、线性稳压电路以及滞回比较电路，所述防雷保护电路由双向瞬态抑制二极管D3构成，双向瞬态抑制二极管D3并联在电流互感器二次侧；所述可控硅过压保护电路由双向晶闸管Q1、稳压二极管D4、稳压二极管D6、电容C8、电阻R2及电容C6构成，双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2连接在电流互感器二次侧；稳压二极管D4的阴极和稳压二极管D6的阴极对接，稳压二极管D4的阳极连接到双向晶闸管Q1的门极上，稳压二极管D6的阳极连接到双向晶闸管Q1的第二阳极A2上，电容C8并联在双向晶闸管Q1的第二阳极A2和双向晶闸管Q1的门极之间，电阻R2和电容C6串联后并联在双向晶闸管Q1的第一阳极A1和第二阳极A2之间；所述整流桥和泄能电路由N-Mosfet管Q2、N-Mosfet管Q3、整流二极管D1及整流二极管D2构成，N-Mosfet管Q2的源极和N-Mosfet管Q3的源极连接在一起，构成直流负极GND接地端子；整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极连接在一起，构成直流正极供电电压VCC端子；N-Mosfet管Q2的漏极与整流二极管D1的阳极连接后与电流互感器二次侧的一端连接，N-Mosfet管Q3的漏极与整流二极管D2的阳极连接后与电流互感器二次侧的另一端连接，N-Mosfet管Q2的门极和N-Mosfet管Q3的门极连接在一起；所述储能滤波电路由电容C1、电容C2和电容C4构成，电容C1的正极和电容C2的正极连接到供电电压VCC端子上，电容C1的负极和电容C2的负极连接到GND接地端子上；电容C4连接在供电电压VCC端子和GND接地端子之间；所述线性稳压电路由RT9193低压差线性稳压器、电容C5及电容C3构成，RT9193低压差线性稳压器的输入引脚Vin和使能引脚En都连接到供电电压VCC端子上，RT9193低压差线性稳压器的接地引脚GND接GND接地端子上，RT9193低压差线性稳压器的输出引脚Vout接3.3V端子，RT9193低压差线性稳压器的旁路引脚BP经电容C5接GND接地端子；电容C3的正极接3.3V端子，电容C3...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞丹，王振浩，王国友，赵东争，赵昌鹏，王朝斌，张喜林，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司长春供电公司，国家电网公司，东北电力大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22