一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，該取電裝置包括電流互感器的設計及其取電電路，該取電裝置在高壓或中低壓電纜小電流狀態(tài)下和大電流狀態(tài)下均具有很好的特性。在輸電線路電流較小時，互感器激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；在輸電線路電流較大時，電流互感器的一小部分磁芯材料進入磁飽和狀態(tài)，既實現(xiàn)了輸出穩(wěn)壓功能，又抑制了裝置整體損耗，大大減少互感器本體的發(fā)熱。該取電裝置的外圍電路非常簡單，具有很高的供電穩(wěn)定性，有廣泛的應用價值和廣闊的市場前景。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，該取電裝置包括電流互感器的設計及其取電電路，該取電裝置在高壓或中低壓電纜小電流狀態(tài)下和大電流狀態(tài)下均具有很好的特性。在輸電線路電流較小時，互感器激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；在輸電線路電流較大時，電流互感器的一小部分磁芯材料進入磁飽和狀態(tài)，既實現(xiàn)了輸出穩(wěn)壓功能，又抑制了裝置整體損耗，大大減少互感器本體的發(fā)熱。該取電裝置的外圍電路非常簡單，具有很高的供電穩(wěn)定性，有廣泛的應用價值和廣闊的市場前景。【專利說明】一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置
本技術屬于電工
，采用復合磁芯材料的電流互感器，通過輸電線路感應獲取電能的裝置和電路，特別適用高壓輸電線路監(jiān)控設備提供電源。
技術介紹
高壓電纜是我國電力網架的主要組成部分，對其運行狀況進行在線監(jiān)控成為提高電網可靠性的重要環(huán)節(jié)，但是對這些安置于輸電線路周邊的監(jiān)控設備的供電很不方便，如在野外或地下一般不能提供220V交流市電，而采用光伏電池板或蓄電池供電的穩(wěn)定性和免維護性較差。只有采用電流互感器通過電磁感應直接從高壓輸電線路取電是一種較為安全穩(wěn)定、可長期免維護的供電方式。然而，高壓輸電線路的電流波動很大，傳統(tǒng)的電流互感器取電裝置在輸電線路電流小時，不能從輸電線路上獲得足夠的輸出電壓和功率，難以維持對監(jiān)控設備的正常供電；在輸電線路電流較大時，傳統(tǒng)電流互感器的磁芯將進入飽和狀態(tài)，引起磁芯發(fā)熱，影響電纜絕緣層的壽命。因此，解決取電電路在小電流狀況下輸出合適功率、在大電流情況下滿足負載要求情況下，互感器不發(fā)熱者兩個問題，成為取電裝置設計的關鍵。專利號200910045470.9的中國技術專利，公開了一種基于電流互感器的高壓輸電線路取電裝置，其電路原理圖如圖1所示，電流互感器⑴的輸出端經二極管整流濾波單元(2)后得到為負載供電的直流電壓。設穿過電流互感器的輸電線路交變電流的角頻率為Qci，有效值為 Js;電流互感器的副邊匝數(shù)為/7，副邊勵磁電感為Zm;負載為阻值等于慫的電阻。則該取電裝置獲得的直流輸出電壓K完全由上述輸電線路、取電裝置、負載等的參數(shù)決定，不可人為控制。隨慫增大，K也逐漸增大，在慫時該取電裝置獲得最高的直流輸出電壓Umi = M在Js較小時，即使是也較小。此時在不改變電流互感器副邊匝數(shù)/7的條件下，為通過該取電裝置獲得足夠大的輸出電壓和功率，只能采用增大電流互感器的勵磁電感Zm的方法；亦即，該取電裝置必須配合大勵磁電感、大體積的電流互感器使用，才能在輸入小電流時獲得足夠的輸出電壓和功率，帶來電流互感器成本的增加和安裝的不便。在輸電線路電流大時，該取電裝置獲得的輸出電壓和功率過大，該專利添加能量泄放電路將獲得的過量功率通過泄放電阻消耗，造成能量的浪費。為增大互感器輸出阻抗，專利號201310206669.1的中國技術專利，公開了一種基于電流互感器諧振取電的直流源，如圖2所示，其采用外部并聯(lián)電容的方法，使外部并聯(lián)電容與互感器電感諧振，以達到增大設備輸出阻抗的效果。但是，該方法在大電流情況下的穩(wěn)壓控制方法比較復雜，容易產生失控現(xiàn)象。
技術實現(xiàn)思路
為了解決上述技術問題，本技術提供了一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，包括電流互感器、諧振電容、整流濾波單元、負載。電流互感器采用復合磁芯材料，在輸電線路電流較小時，該取電裝置具有很高的取電效率；輸電線路電流較大時，該取電裝置在輸出穩(wěn)定電壓的同時，避免電流互感器發(fā)熱。為了實現(xiàn)上述目的，本技術采用如下技術方案。一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，包括電流互感器、諧振電容C；、整流濾波單元、負載&，所述電流互感器與諧振電容C；、整流濾波單元、負載&連接；所述電流互感器采用復合磁芯材料，電流互感器用于獲取穿過其磁芯的電纜上的感應電流；電流互感器副邊激磁電感值Lm與(；滿足諧振條件，即? I ,其/為互感器原邊電流頻率。優(yōu)選的是，所述電流互感器套在高壓輸電線路上，輸電線路交變電流穿過電流互感器磁芯，并在其副邊繞組上產生感應電流。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，所述電流互感器的副邊繞組與諧振電容(；并聯(lián)，并接到整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端接負載&，用于將電流互感器的副邊繞組上產生的交變感應電能轉換為直流電能。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，所述整流濾波單元包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、濾波電容Cf在上述任一技 術方案中優(yōu)選的是，電流互感器(I)采用的復合磁芯材料包括兩種磁芯材料A和B, A磁芯材料與B磁芯材料固定于非金屬包裹物中。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，所述復合磁芯材料配置為A磁芯材料占的比例大于B磁芯材料。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，復合磁芯材料中A磁芯材料的飽和磁感應強度高于B磁芯材料,而B磁芯材料的磁滯損耗則小于A磁芯材料。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，所述A磁芯材料米用娃鋼片。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，所述B磁芯材料采用鐵氧體、坡莫合金、非晶、鐵粉芯、納米晶中的任意一種。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，電流互感器的外形尺寸和形狀可以根據電纜的實際尺寸制作。對于上述采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，采用復合磁芯材料的電流互感器的取電方法為:當輸電線路電流較小時，采用復合磁芯材料的電流互感器的取電裝置具有較高取電效率；當輸電線路電流較大時，該電流互感器取電裝置在輸出穩(wěn)定電壓的同時可避免電流互感器發(fā)熱。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，當輸電線路電流較小時，采用復合磁芯材料的電流互感器的激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；當輸電線路電流較大時，采用復合磁芯材料的電流互感器的B磁芯材料部分則進入磁飽和狀態(tài)，可保護其余的A磁芯材料不進入磁飽和狀態(tài)。在上述任一技術方案中優(yōu)選的是，進入磁飽和狀態(tài)的B磁芯材料部分，具有較小的損耗，抑制電流互感器取電裝置發(fā)熱。本技術的采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，包括電流互感器的設計及其取電電路。該裝置在高壓電纜小電流狀態(tài)下和大電流狀態(tài)下均具有很好的負載特性。采用復合磁芯材料的電流互感器取電裝置的取電方法，在輸電線路電流較小時，互感器激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；在輸電線路電流較大時，電流互感器的一小部分磁芯材料進入磁飽和狀態(tài)，這樣既實現(xiàn)了輸出穩(wěn)壓功能，又抑制了裝置整體損耗。采用復合磁芯材料的電流互感器取電裝置的外圍電路非常簡單，具有很高的供電穩(wěn)定性，有廣泛的應用價值和廣闊的市場前景，特別是適用高壓電纜感應取電。本技術的采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，通過磁芯特性和電路設計，能自動實現(xiàn)小電流輸入時諧振取電和大電流輸入時限制輸出電壓的特點，具有電路簡單、可靠性高的優(yōu)點。本技術的采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，復合磁芯的尺寸和繞組匝數(shù)及電流互感器(I)的外形尺寸依據電纜的實際尺寸設計，A磁芯材料、B磁芯材料的磁芯截面根據實際應用情況設計。【專利附圖】【附圖說明】圖1為現(xiàn)有技術的一種傳統(tǒng)取電裝置的電路原理圖；圖2為現(xiàn)有技術的一種諧振取電裝置的電路原理圖；圖3為本技術的采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置的一優(yōu)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用復合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，包括電流互感器(1)、諧振電容（Cr）、整流濾波單元（2）、負載（RL），其特征在于：所述電流互感器(1)與諧振電容（Cr）、整流濾波單元（2）、負載（RL）連接；電流互感器(1)副邊激磁電感值Lm與Cr滿足諧振條件，即，其f為互感器原邊電流頻率。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃武浩，胡偉，余立剛，駱定華，
申請(專利權)人：浙江圖維電力科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33