一种从高压线路获取弱电电源的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种从高压线路获取弱电电源的装置，包括带电容金属层钢芯铝绞线、屏蔽系统、负载系统，其中带电容金属层钢芯铝绞线包括中心导线、电容介质层、电容金属薄膜层、外部保护层，屏蔽系统安装在带电容金属层钢芯铝绞线上对负载系统构成屏蔽保护，负载系统包括负载和负载电路，电容金属薄膜层和中心导线与负载电路的输入端相连，负载电路的输出端与负载相连。利用高压线路对地电容分压原理的高压等电位电源，具有成本较低、输出电压稳定、可靠性强、免维护、输出功率大、适用范围广、无需考虑过多的绝缘配合问题等优势，具有很好的推广、应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从高压线路获取弱电电源的装置。
技术介绍
长期以来，想从高压、超高压线路上取得弱电电源均是相当困难。 如有源电子式互感器则已经广泛应用，如图1所示，其工作时，需在 高压侧将传感器的输出信号由模拟量转换成数字量，再用光纤将数字 量传送到低电位侧。高压侧的模数转换电路需要电源，这种电源正是 处在高压环境中的弱电电源，目前的方式多为在低电位侧(对地侧) 通过光纤将光能量传送到高压线路上，再通过高压线路上的硅光电池 将光能转换为电能，实现电源输出。但存在以下缺点(1) 硅光电池及激光元件存在寿命的问题，可靠性不易保证。(2) 激光发射器本身需要低压电源，当现场无低压电源时将无 法应用。(3) 电源的功率受激光输出功率，及硅光电池的能量转换效率 影响，通常只能达到毫瓦级，应用受限。(4) 考虑到对地绝缘，需要制作昂贵的绝缘套管将互感器对地隔离o
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种结构简单、 使用方便、可实现从高压线路获取弱电电源的装置。为实现上述目的，本专利技术采用一种从高压线路获取弱电电源的装 置，包括带电容金属层钢芯铝绞线、屏蔽系统、负载系统，其中带电 容金属层钢芯铝绞线包括中心导线、电容介质层、电容金属薄膜层、 外部保护层，屏蔽系统安装在带电容金属层钢芯铝绞线上对负载系统 构成屏蔽保护，负载系统包括负载和负载电路，电容金属薄膜层和中心导线与负载电路的输入端相连，负载电路的输出端与负载相连。本专利技术进一步设置为屏蔽系统包括安装在带电容金属层钢芯铝 绞线上的屏蔽壳体，负载设置在壳体内。本专利技术的负载可以是源电子互感器高压侧模数转换电路、LED警 示灯、远程视频或图像监控装置。本专利技术的使用过程首先是制作带电容金属层钢芯铝绞线采用 钢芯铝绞线作为由于中心导线，在其外侧包绕绝缘带，包至预先计算 好的厚度，再包绕一层半导体带，接着重叠包绕铜箔带或铝箔带，使 之形成电容金属层，最后包上外部保护层。接着在带电容金属层钢芯 铝绞线上安装屏蔽壳体，采用屏蔽结构，保护壳体内安装负载电路系 统。从电缆的中心导线处，电容金属层处各引出两根导线，作为负载 电路系统的输入端，负载电路中安装电容、电感等元件，使输入电压 调整到合适的弱电电压，再通过开关电源、电磁兼容电路、雷电保护 电路等，提供给安装于壳体中的负载使用。负载可以是有源电子互感器高压侧模数转换电路、LED警示灯、照明灯、无线通讯基站、远程视频或图像监控装置、无线发射装置、GPRS装置、或电信短信发送装置等等。应用本专利技术，可以相当方便地从110kV 1000kV线路上取得儿十 W的功率，足以在线路提供模数转换电能，及提供给安装在线路上的 无线发射装置、GPRS装置、或电信短信发送装置电能，这样可以实 现方便地测得电压、电流数据，方便地将数据发送至接收端。本专利技术的优势利用高压线路对地电容分压原理的高压等电位电源，具有成本较 低、输出电压稳定、可靠性强、免维护、输出功率大、适用范围广、 无需考虑过多的绝缘配合问题等优势，具有很好的推广、应用前景。 附图说明图l为本专利技术
技术介绍
图。图2为本专利技术实施例带电容金属层钢芯铝绞线结构图。 图3为本专利技术实施例电子线路图。图4为本专利技术实施例电缆架设方式示意图。图5为本专利技术实施例型模型电路图。 图6为本专利技术实施例模型简化图。 具体实施例方式如图2、 3所示，本实用具体实施例是一种从高压线路获取弱电 电源的装置，包括带电容金属层钢芯铝绞线、屏蔽系统、负载系统， 其中带电容金属层钢芯铝绞线包括采用钢芯铝绞线作为中心导线1、 电容介质层2、电容金属薄膜层3、外部保护层4，屏蔽系统安装在 带电容金属层钢芯铝绞线上对负载系统构成屏蔽保护，负载系统包括 负载和负载电路，电容金属薄膜层3和中心导线1与负载电路的输入 端相连，负载电路的输出端与负载相连。屏蔽系统包括安装在带电容 金属层钢芯铝绞线上的屏蔽壳体，负载设置在壳体内。本专利技术的负载可以是有源电子互感器高压侧模数转换电路、LED 警示灯、照明灯、无线通讯基站、远程视频或图像监控装置、无线发 射装置、GPRS装置、或电信短信发送装置等等。本专利技术的使用过程首先是制作带电容金属层钢芯铝绞线在中 心导线1外侧包绕绝缘带，包至预先计算好的厚度，再包绕一层半导 体带，接着重叠包绕铜箔带或铝箔带，使之形成电容金属层2，最后 包上外部保护层4。接着在带电容金属层钢芯铝绞线上安装屏蔽壳体， 采用屏蔽结构，保护壳体内安装负载电路系统。从电缆的中心导线处, 电容金属层3处各引出两根导线，作为负载电路系统的输入端，负载 电路中安装电容、电感等元件，使输入电压调整到合适的弱电电压， 再通过开关电源、电磁兼容电路、雷电保护电路等，提供给安装于壳 体中的负载使用。负载可以是有源电子互感器高压侧模数转换电路、LED警示灯、 照明灯、无线通讯基站、远程视频或图像监控装置、无线发射装置、 GPRS装置、或电信短信发送装置等等。应用本专利技术，可以相当方便地从110kV 1000kV线路上取得几十 W的功率，足以在线路提供模数转换电能，及提供给安装在线路上的无线发射装置、GPRS装置、或电信短信发送装置电能，这样可以实 现方便地测得电压、电流数据，方便地将数据发送至接收端。本专利技术的优势利用高压线路对地电容分压原理的高压等电位电源，具有成本较 低、输出电压稳定、可靠性强、免维护、输出功率大、适用范围广、 无需考虑过多的绝缘配合问题等优势，具有很好的推广、应用前景。本专利技术的数学模型如下 一、数学模型基本原理通过制造一根(或多根串/并联关系的)带电容金属层的钢芯铝绞线 或电缆，取代高压线路，从而通过电容金属层的对地电容，及中心导线与电容金属层间的电容的分压关系，获得电压为0 400V,有效功 率为0. 1 1000W的电源。空载情况下通过C。， d对U的分压即可取得电源。U--即架空线路对地电压，如110kV线路对地电压艮卩110000/^ = 63509F e仏——电容金属层与架空导线间的电压，单位(V) C。一即架空导路电容金属层对地电容(F)以单根带电容金属层的特殊电缆为例-如图4，设特殊电缆对地高度h与线路的水平位置可表示为下函数式:则(2)6C。《In2/(x)一血-空气的介电常数，为8.85X10-12F/m -电容金属层外径(mm)山一当然，C。还包括了周围线路(其它相线、分裂线、地线)对其的影响， 具体深入的计算相当复杂，通常可以采用影像法、利用EMTP软件进 行电容计算、利用有限元素法(FEM)进行计算。 d—即电容金属层与架空导线间的电容，见图hs——电容介质的介电系数d2—电容金属层内径(mm) do——中心裸电缆外径(mm)(3)二、数学模型建立当d并联上负载后，负载将参与分压，从而影响电压U,输出。 不同的负载，或者负载的不同工作状态引起负载复数阻抗的变化，都 将导致仏波动，尤其当负载由于故障断开时，仏将升至最高。所以需 要稳压、补偿电路。综合考虑多种补偿方式，我们建立下数学模型，见图5模型中，Zr、 4>r、 Ur、 Pr、 Ir为负载的阻抗(Q)、阻抗角(。)、输出到负载的电压(V)、功率(W)、电流(A)Z,、 ch、 L为并联补偿模块的阻抗(Q)、阻抗角(。)、流经电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从高压线路获取弱电电源的装置，其特征在于：从高压线路获取弱电电源的装置包括带电容金属层钢芯铝绞线、屏蔽系统、负载系统，其中带电容金属层钢芯铝绞线包括中心导线、电容介质层、电容金属薄膜层、外部保护层，屏蔽系统安装在带电容金属层钢芯铝绞线上对负载系统构成屏蔽保护，负载系统包括负载和负载电路，电容金属薄膜层和中心导线与负载电路的输入端相连，负载电路的输出端与负载相连。

【技术特征摘要】
1、一种从高压线路获取弱电电源的装置，其特征在于从高压线路获取弱电电源的装置包括带电容金属层钢芯铝绞线、屏蔽系统、负载系统，其中带电容金属层钢芯铝绞线包括中心导线、电容介质层、电容金属薄膜层、外部保护层，屏蔽系统安装在带电容金属层钢芯铝绞线上对负载系统构成屏蔽保护，负载系统包括负载和负载电路，电容金属薄膜层和中心导线与负载电路的输入端相连，负载电路的输出端与负载相连。2、 根据权利要求1所述的从高压线路获取弱电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱炎辉，余德明，周策，黄晓，
申请(专利权)人：浙江电力变压器有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]