一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源的製作方法

2023-12-02 10:11:11

一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源，本發明的智能開關內置自取能電源，自取能電容採用電容分壓形式，穩定性高、成本低，而且在低壓電容兩端也不連接變壓器，大大減少了電源和智能開關的體積和重量，減小電磁幹擾和架空線配網布設的視覺汙染。該取能電源裝置從高壓開關進線側取電，不受線路負荷的影響，當供配電線路停電時也能提供開關操作電源。
【專利說明】一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源。

【背景技術】
[0002] 目前，智能開關取能技術主要有以下幾種類型：1、電壓互感器式，可以用於給架空 線路配網自動化監控裝置供電，但由於其易受外界環境、系統衝擊、澆注質量等多方面因素 的影響，從而造成了運行中多起電壓互感器爆炸事故的發生，嚴重影響了配電線路的安全 運行。2、電流互感器式，即利用一次側感應高壓母線電流從而獲得二次側電功率輸出，當母 線電流從幾安培至幾千安培變化時，該方法所取得的工作電源極不穩定，雖然針對輸出功 率太大時採用了穩壓技術，但功耗也增大了，特別是當母線電流小至幾安培時，輸出功率就 會太小，進而不能保證系統的正常運行，針對此問題，雖然可以增加充電電池，但由此會導 致取能模塊成本及體積的增加，而且充電電池的壽命問題也會增加維修工作的難度。3、太 陽能式，該方式受天氣影響因素較大，且輸出電源的功率低、穩定性差。4、雷射式，該方式主 要的缺點是造價高且提供的電功率有限。
[0003] 對於智能電網建設而言，配置一套結構簡單靈活、性能穩定可靠、安裝簡潔美觀的 高壓開關設備至關重要，目前市場上尚無此類型的既實用可靠又質優價廉的自取能電源內 置型智能開關。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種自取能電源內置型智能開關以及自取能電源，用以解決 現有智能開關取能的方式存在缺陷的問題。
[0005] 為實現上述目的，本發明的方案包括：
[0006] -種自取能電源內置型智能開關，自取能電源包括用於連接供配電線路串聯電 容，所述串聯電容包括高壓電容器和低壓電容器；低壓電容兩端連接取電端子，所述取電端 子用於連接智能開關的智能監控裝置；所述高壓電容器安裝於智能開關罐體中，所述低壓 電容器設於罐體外側的低壓迴路電路板上。
[0007] 所述智能開關的高壓電容器由三個電容器並聯構成，三個電容器均安裝在高壓電 容安裝板上。
[0008] 所述低壓電容器通過保護模塊接地。
[0009] 所述低壓電容器與高壓電容器的串聯點連接有補償模塊和熔斷器。
[0010] 所述取電端子用於直接連接所述智能監控裝置或者通過整流濾波單元連接所述 智能監控裝置。
[0011] 一種自取能電源，包括用於連接供配電線路串聯電容，所述串聯電容包括高壓電 容器和低壓電容器；低壓電容兩端連接取電端子，所述取電端子用於連接智能開關的智能 監控裝置。
[0012] 所述智能開關的高壓電容器由三個電容器並聯構成，三個電容器均安裝在高壓電 容安裝板上。
[0013] 所述低壓電容器通過保護模塊接地。
[0014] 所述低壓電容器與高壓電容器的串聯點連接有補償模塊和熔斷器。
[0015] 本發明的智能開關內置自取能電源，自取能電容採用電容分壓形式，穩定性高、成 本低，而且在低壓電容兩端也不連接變壓器，大大減少了電源和智能開關的體積和重量，減 小電磁幹擾和架空線配網布設的視覺汙染。該取能電源裝置從高壓開關進線側取電，不受 線路負荷的影響，當供配電線路停電時也能提供開關操作電源。
[0016] 高壓電容器位於智能開關罐體內部，有效地利用了智能開關的空間，減小了整體 體積。
[0017] 智能開關穩定可靠，採用取能裝置與智能開關監控裝置中蓄電池相結合的方式給 配電線路配網自動化監控裝置供電，不受架空線路電流、天氣、線路負荷等的影響；電源裝 置中補償模塊有效地補償高低壓電容器，保證了輸出電壓的穩定可靠。
[0018] 內置型自取能電源主要用於為智能開關的智能監控裝置供電，通過調節高壓電容 與低壓電容的分壓，使正常工作情況下，為智能監控裝置提供較低但仍能使智能監控裝置 正常工作的電壓，以便於在故障情況下線路電壓升高時，智能監控裝置仍然能夠正常工作。
[0019] 智能開關安全可靠，使用壽命長，高壓電容器採用高壓陶瓷電容器，其電容容量損 耗隨溫度頻率變化具有極高穩定性，且特殊的串聯結構適合於在高電壓下長期可靠地工 作，並具有高電流爬升速率且適用於大電流迴路並無感性結構；低壓取能電容採用金屬化 聚丙烯膜電容器，其具有絕緣電阻高，電容量損耗小，自愈性強等優點；保護模塊及熔斷器 能針對線路中的過電壓及大電流進行有效地保護，提高了該裝置的安全係數。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明的自取能電源電路原理圖；
[0021] 圖2是智能開關結構圖；
[0022] 圖3是圖2的側視圖；
[0023] 圖4是三相取能的電路原理圖；
[0024] 圖5是智能開關及其智能監控裝置在杆塔上的安裝位置示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0026] 自取能電源，包括用於連接供配電線路串聯電容，所述串聯電容包括高壓電容器 和低壓電容器；低壓電容兩端用於取電。用於取電的端子可以直接連接智能開關監控裝置， 適用於採用交流供電的智能開關監控裝置；也可以通過整流濾波單元後再連接智能開關監 控裝置，適用於採用直流供電的智能開關監控裝置。自取能電源可以為單相形式，也可以形 成三相形式，如圖4所示，每相結構與單相相同。
[0027] 具體的，如圖1所示，自取能電源包括與供配電線路1相連的高壓絕緣導線2、分壓 用的高壓電容器3、取電用的低壓電容器4、電容補償模塊6、熔斷器7和當供配電線路發生 過電壓故障時對取能電容及後續電路進行保護的保護模塊5 ;高壓電容器3、低壓電容器4 和保護模塊5串聯在供配電線路1與地線之間；低壓電容器4兩端用於連接自取能電源輸 出端，輸出端上連接補償模塊6和熔斷器7。
[0028] 所述供配電線路1為架空線輸電線路；所述高壓電容器3為高壓陶瓷電容器，通過 高壓絕緣導線2與供配電線路1相連；所述取能電容器4為金屬化聚丙烯膜電容器，電源裝 置就是利用其兩端壓差進行取能，其一端與高壓電容器3相連，另一端與保護模塊5相連後 接地；所述補償模塊6為感性補償裝置，補償高低壓電容器，一端與取能電容器4相連，另一 端與熔斷器7相連；以上所述器件可採用靈活安裝方式，且均可安裝與支撐所述架空輸電 線路的杆塔之上。
[0029] 作為高壓電容器，可以採用一個電容實現，也可以採用多個電容並聯構成；如圖2 顯示的那樣，高壓電容器由三個電容構成，通過在端子排16上設置引線容易實現三個電容 的並聯。通過端子排也可以設置為三個電容分別對應三相電容C1，如圖4所示。也就是說， 如圖2、3的結構形式，可以同時適用於單相或三相的情況，下面進行具體介紹。
[0030] 如圖2、圖3所示的智能開關，為了節省空間，自取能電源內置於智能開關的5^罐 體內，即高壓電容器3在罐體中。圖中的固定連接結構，如高壓絕緣導線2與端子頭10的 連接、高壓電容器3與高壓電容電極15、高壓電容電極15與高壓電容安裝板8、高壓電容器 安裝板8與罐體，等均為螺栓固定連接。16為連接各高壓電容電極15的端子排，用於連接 到低壓迴路電路板，11為絕緣隔板，用於高壓電容電極15與高壓電容安裝板8隔離。
[0031] 電源裝置中低壓電容器4、保護模塊5、補償模塊6、熔斷器7均可安裝於低壓迴路 電路板22上，且低壓迴路電路板22固定於高壓開關機構箱上，處於罐體外側，方便檢修更 換。高壓電容器3與低壓電容器2之間的布線連接通過端子排16及密封端子組20相連， 密封端子組20通過盤頭螺釘、平墊和彈墊組合件21安裝於高壓開關內部。
[0032] 如圖5所示的自取能電源內置型智能開關24,在實際掛網運行中，其進出線側分 別接供配電線路1，來完成電網線路的關合與開斷等，智能開關的內置電源通過連接電纜 25與智能開關監控裝置26相連接，順利完成智能開關24配網自動化功能。
[0033] 以上給出一種具體的實施方式，但本發明不局限於所描述的實施方式。本發明的 基本思路在於上述方案，對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形 的結構並不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行 的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種自取能電源內置型智能開關，其特徵在於，自取能電源包括用於連接供配電線 路串聯電容，所述串聯電容包括高壓電容器和低壓電容器；低壓電容兩端連接取電端子，所 述取電端子用於連接智能開關的智能監控裝置；所述高壓電容器安裝於智能開關罐體中， 所述低壓電容器設於罐體外側的低壓迴路電路板上。
2. 根據權利要求1所述的一種自取能電源內置型智能開關，其特徵在於，所述智能開 關的高壓電容器由三個電容器並聯構成，三個電容器均安裝在高壓電容安裝板上。
3. 根據權利要求1所述的一種自取能電源內置型智能開關，其特徵在於，所述低壓電 容器通過保護模塊接地。
4. 根據權利要求3所述的一種自取能電源內置型智能開關，其特徵在於，所述低壓電 容器與高壓電容器的串聯點連接有補償模塊和熔斷器。
5. 根據權利要求1所述的一種自取能電源內置型智能開關，其特徵在於，所述取電端 子用於直接連接所述智能監控裝置或者通過整流濾波單元連接所述智能監控裝置。
6. -種自取能電源，其特徵在於，包括用於連接供配電線路串聯電容，所述串聯電容包 括高壓電容器和低壓電容器；低壓電容兩端連接取電端子，所述取電端子用於連接智能開 關的智能監控裝置。
7. 根據權利要求6所述的一種自取能電源，其特徵在於，所述智能開關的高壓電容器 由三個電容器並聯構成，三個電容器均安裝在高壓電容安裝板上。
8. 根據權利要求6所述的一種自取能電源，其特徵在於，所述低壓電容器通過保護模 塊接地。
9. 根據權利要求8所述的一種自取能電源，其特徵在於，所述低壓電容器與高壓電容 器的串聯點連接有補償模塊和熔斷器。
【文檔編號】H03K17/08GK104158519SQ201310683600
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】王靜麗, 武可, 吳軍輝, 郜延偉, 金光耀, 唐立文, 晁志剛, 胡可, 徐志文, 魏義利 申請人:平頂山平高安川開關電器有限公司