一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置及其工作方法，通过取电与保护模块收集避雷器阀片中的泄露电流，并保证在避雷器动作并出现高幅值冲击电流时取电电路不受影响，泄露电流经整流后对储能模块充电；当储能模块电压达到第一设定值时，单片机模块控制开关模块导通，通过DC‑DC模块、电池管理模块向电池充电；当储能模块电压下降到第二设定值时，单片机模块控制开关模块关断，储能模块重新进入充电状态；当锂电池组电量充满，单片机模块根据电池管理模块提供的电量信息，在锂电池电量饱和时导通泄放模块，使储能模块能量泄放，闭锁DC‑DC模块的功率输出；电池管理模块保证电池的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护、限流保护。

A kind of self charging device using the leakage current of arrester valve and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置及其工作方法
本专利技术属于电源
，具体涉及一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置及其工作方法。
技术介绍
随着泛在电力物联网的建设，各类智能终端的需求不断扩大，目前电力物联网中智能电表等监测装置已接入5.4亿台，未来在电网中将配备数十亿台智能终端。泛在电力物联网中对避雷器的在线监测具有相当的必要性，避雷器可能由于密封不良、阀片老化等使避雷器泄露电流增大，进一步使阀片过热，可能造成避雷器爆炸等事故，因此对避雷器在线监测是建设泛在电力物联网的重要部分。目前，对避雷器监测器的供电方式主要有太阳能供电、电容分压取电、电池供电等。太阳能结合蓄电池供电方式受地区、天气因素影响严重，供电可靠性低；电容分压取电中取电电路会影响取电电容分压比，带载能力有限，装置体积大；电池供电方式需要定期更换电池，造成大量人力物力浪费。因此提出利用避雷器泄露电流取电方式，通过采集避雷器中微小的泄露电流，不影响避雷器本身工作的同时能够为避雷器监测装置提供可靠的电能。利用避雷器泄露电流取电的主要威胁有：电力系统过电压和电池管理。电力系统过电压主要是雷电过电压和操作过电压，出现过电压时，避雷器动作，取电装置必须保证能够耐受千安级的冲击电流，必须配有可靠的吸收该高频冲击电流的器件，以避免大电流对取电装置造成的损坏。在避雷器泄露电流取电方式中，电池实际使用情况恶劣，存在充电电流变化大、工作环境温度高等严重不利于电池工作的情况，必须配备电池管理模块对电池进行过充过放保护、芯片过温保护、限流保护等。r>
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置及其工作方法，以解决避雷器自监测装置的供电问题。本专利技术采用以下技术方案：一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，包括：取电与保护模块，串联在避雷器的低压侧用于将避雷器泄露电流供给后级电路，在避雷器动作时吸收大电流，保护取电装置安全；整流模块，用于将取电与保护模块收集的交流电转换为直流电；储能模块，用于对泄露电流进行储能，并在电压达到设定值时输出短时间、高幅值的电流；泄放模块，用于在锂电池组电量饱和时泄放避雷器泄露电流，在储能模块出现过电压时泄放能量；开关模块，用于控制储能模块对后级电路的功率输出状态转换；DC-DC模块用于将开关模块前级电路的范围电压输入转换为锂电池组所需电压；电池管理模块用于保证锂电池组的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护和限流保护；锂电池组，用于泄露电流取电的电能存储；单片机，用于监测储能模块电压，通过开关模块控制储能模块的充放电；与电池管理模块通讯，通过泄放模块控制取电装置工作状态。具体的，取电与保护模块的第一输入端连接避雷器低压侧，第二输入端接地，取电与保护模块的输出端与整流模块输入端连接。具体的，整流模块的输出端连接储能模块，储能模块输出端连接泄放模块和开关模块的输入端，开关模块输出端连接DC-DC模块的输入端，DC-DC模块的输出端连接电池管理模块的输入端，电池管理模块的输出端连接锂电池组。具体的，单片机模块的第一输出端连接开关模块的控制端，第二输出端连接泄放模块的控制端；单片机模块引出线监测储能模块的电压，通过电池管理模块监测锂电池组的电量。本专利技术的另一个技术方案是，一种避雷器阀片泄露电流的自取电装置的工作方法，在稳态下通过在避雷器的低压侧串联自取电装置进行取电，自取电装置由取电与保护模块收集避雷器泄露电流并在避雷器动作时保护取电装置安全，避雷器泄露电流经整流模块整流后对储能模块进行充电；当储能模块电压达到第一设定值时，单片机模块导通开关模块，储能模块进入放电状态，DC-DC模块开始工作，通过电池管理模块对锂电池组进行充电；当储能模块电压降低到第二设定值时，开关模块关断，DC-DC模块停止工作，储能模块重新进入充电状态；当锂电池组充电完成后，电池管理模块向单片机模块发送电量信息，单片机模块控制导通泄放模块，储能模块进入停止状态，开关模块始终不导通，DC-DC模块停止工作。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，可采集避雷器泄露电流并储能在锂电池组中，进一步为负载提供电源，储能模块在充电阶段直接收集泄露电流并储能，在放电阶段将电能供给锂电池组，泄放模块在锂电池组电量饱和时泄放泄露电流，在储能模块出现过电压时泄放能量。进一步的，在取电与保护模块中设置压敏电阻用于在避雷器动作时吸收冲击电流，避免大电流流经取电回路；设置限流电阻，用于在避雷器动作时限制取电回路中的电流，冲击电流出现时产生压降，使得压敏电阻动作。进一步的，DC-DC模块用于将前级电路的范围电压输入转换为负载所需电压，为负载提供电源；电池管理模块用于保证电池的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护、限流保护，避免锂电池组在工作中的劣化、损毁。本专利技术还公开了利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置的工作方法，利用间歇性充放电状态转换可实现微安级泄露电流的储能与供电；能够承受避雷器动作时出现的高幅值冲击电流。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术原理图；图2为本专利技术电路图。其中：1.取电与保护模块；2.整流模块；3.储能模块；4.泄放模块；5.开关模块；6.DC-DC模块；7.电池管理模块；8.锂电池组；9.单片机模块；10.压敏电阻；11.限流电阻；12.整流桥；13.储能电容；14.泄放电阻；15.第一三极管；16.第二三极管。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术提供了一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，通过取电与保护模块收集避雷器阀片中的泄露电流，并保证在避雷器动作并出现高幅值冲击电流时取电电路不受影响，泄露电流经整流后对储能模块充电；当储能模块电压达到第一设定值时，单片机模块控制开关模块导通，通过DC-DC模块、电池管理模块向电池充电；当储能模块电压下降到第二设定值时，单片机模块控制开关模块关断，储能模块重新进入充电状态；当锂电池组电量充满，单片机模块根据电池管理模块提供的电量信息，在锂电池电量饱和时导通泄放模块，使储能模块能量泄放，闭锁DC-DC模块的功率输出；电池管理模块保证电池的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护、限流保护等。请参阅图1，本专利技术一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，包括：取电与保护模块1、整流模块2、储能模块3、泄放模块4、开关模块5、DC-D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，其特征在于，包括：/n取电与保护模块(1)，串联在避雷器的低压侧用于将避雷器泄露电流供给后级电路，在避雷器动作时吸收大电流，保护取电装置安全；/n整流模块(2)，用于将取电与保护模块收集的交流电转换为直流电；/n储能模块(3)，用于对泄露电流进行储能，并在电压达到设定值时输出短时间、高幅值的电流；/n泄放模块(4)，用于在锂电池组电量饱和时泄放避雷器泄露电流，在储能模块出现过电压时泄放能量；/n开关模块(5)，用于控制储能模块对后级电路的功率输出状态转换；/nDC-DC模块(6)用于将开关模块前级电路的范围电压输入转换为锂电池组(9)所需电压；/n电池管理模块(7)用于保证锂电池组(8)的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护和限流保护；/n锂电池组(8)，用于泄露电流取电的电能存储；/n单片机(9)，用于监测储能模块电压，通过开关模块控制储能模块的充放电；与电池管理模块通讯，通过泄放模块控制取电装置工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，其特征在于，包括：
取电与保护模块(1)，串联在避雷器的低压侧用于将避雷器泄露电流供给后级电路，在避雷器动作时吸收大电流，保护取电装置安全；
整流模块(2)，用于将取电与保护模块收集的交流电转换为直流电；
储能模块(3)，用于对泄露电流进行储能，并在电压达到设定值时输出短时间、高幅值的电流；
泄放模块(4)，用于在锂电池组电量饱和时泄放避雷器泄露电流，在储能模块出现过电压时泄放能量；
开关模块(5)，用于控制储能模块对后级电路的功率输出状态转换；
DC-DC模块(6)用于将开关模块前级电路的范围电压输入转换为锂电池组(9)所需电压；
电池管理模块(7)用于保证锂电池组(8)的过充过放保护、输入欠压保护、芯片过温保护和限流保护；
锂电池组(8)，用于泄露电流取电的电能存储；
单片机(9)，用于监测储能模块电压，通过开关模块控制储能模块的充放电；与电池管理模块通讯，通过泄放模块控制取电装置工作状态。


2.根据权利要求1所述的利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，其特征在于，取电与保护模块(1)的第一输入端连接避雷器低压侧，第二输入端接地，取电与保护模块(1)的输出端与整流模块(2)输入端连接。


3.根据权利要求1所述的利用避雷器阀片泄露电流的自取电装置，其特征在于，整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰均，史宇昊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61