CN203014501U - 具有自供电功能的无线数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有自供电功能的无线数据采集装置，包括电流传感器、供电模块和数据发送模块，其中：电流传感器将实时采集的电流数据传送给数据发送模块，电流传感器的感应线圈将感应电能传送给供电模块，供电模块为数据发送模块提供电源。本实用新型的优点是：通过感应供能方法，解决了安装于高压线路上的各种无线数据采集设备的供电问题，使得无线数据采集设备的供电电源不再依赖于外部供电，而是通过输电线路电流自感应获得，可靠性高，实现了变电站或发电厂的高压输电线路中的无线数据采集设备长期稳定地自供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有自供电功能的无线数据采集装置，可应用于变电站或发电厂的高压输电线路中的无线数据采集。
背景技术
随着国民经济高速发展，各行业对电力需求越来越大，对电能质量有着较高的要求，特别是随着国家智能电网建设需求下，特别要求输电线路能安全、稳定运行。随着技术发展与推广应用，工作在高压输电线路上的电气设备（无线数据采集设备）越来越多，如高压绝缘子污秽状态在线监测系统、智能防窍电装置、电力线路在线检测装置、线路设备防盗装置、巡线机器人、带电作业机器人、高压线路污秽在线监测等，由于大多的输电线路地处偏远，难以按常规办法解决电源供给问题，因而这些无线数据采集设备的供电一般采用太阳能或充放储电池供电。太阳能供电由于受能量转换率、气候环境及成本等因素限制，无法充分满足设备对全天候和长期稳定供能方面的要求；而储电池寿命低，维护成本高，从而导致高压输电线路上难以普及性实现在线实时监控功能。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种具有自供电功能的无线数据采集装置，实现了变电站或发电厂的高压输电线路中的无线数据采集设备长期稳定地自供电。
本实用新型的技术方案是：一种具有自供电功能的无线数据采集装置，包括电流传感器、供电模块和数据发送模块，其中：电流传感器将实时采集的电流数据传送给数据发送模块，供电模块的感应线圈将感应电能传送给供电模块，供电模块为数据发送模块提供电源。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过感应供能方法，解决了安装于高压线路上的各种无线数据采集设备的供电问题，使得无线数据采集设备的供电电源不再依赖于外部供电，而是通过输电线路电流自感应获得，可靠性高；而且该供电电源不但能满足小电流情况下有足够的驱动能力，同时还能保证大电流、短路电流以及雷击情况下无线数据采集装置不被毁坏；通过采取必要的隔离保护手段，与低压侧绝缘处理，防止设备损坏，提高装置的可靠性：无论是产品的壳体结构设计、材料选用或者产品内部的回路、芯片、元器件的设计都是采用了户外设计，宽温环境，防潮、防高温、防寒，电磁感应、温度感应元件均按光电技术设计，防电磁干扰、绝缘效果佳。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1本实用新型的结构示意图；
图2本实用新型的供电模块的结构示意图。
具体实施方式
一种具有自供电功能的无线数据采集装置，如图1、图2所示，包括电流传感器1、供电模块2和数据发送模块3等，其中：
电流传感器1实时采集电流数据并将电流数据传送给数据发送模块3。供电模块的感应线圈用于从高压线路感应电流，并将感应电能传送给供电模块2。
供电模块2包括依次连接的整流回路4、滤波回路5和稳压回路6，用于为数据发送模块3提供不间断、稳定的工作电源。
数据发送模块3中嵌有GSM/GPRS模块，还可支持DEGE\CDMA\3G传输方式，用于将电流传感器1采集的数据向外发送，GSM/GPRS模块为微功耗无线收发模块。
电流传感器1与供电模块2共用的感应线圈采用穿芯方式安装于高压输电线路的绝缘子支路上，在线圈内侧安装户外专用的、阻燃、防腐蚀的橡胶垫，对线圈进行紧固，保证无线数据采集装置能在不需人工干预的情况下，长期稳定地运行。
数据发送模块3通过导线与电流传感器1连接，供电模块2和数据发送模块3封装为一体，单独安装在高压线路上，数据发送模块3与电流传感器1之间通过导线连接，形成安装在高压线路上的分体式的无线数据采集装置。
由于高压输电线路上的电流峰值和谷值相差很大，根据线圈的感应电压U w 与一次电流Ip 的近似关系式：Uw = W2AμIpω/l，其中W 为线圈匝数，A 为铁心截面积，l 为铁心长度，μ为磁导率，ω为频率，当Ip较小时Uw也较小，以致二次侧输出电流不足以驱动负载，而当Ip很大时二次侧输出电流太大造成负载的损坏。为避免上述问题，电源磁芯采用电流互感器用纳米晶磁芯，由于纳米晶磁芯具有相对高的导磁率以及相对低的饱和磁感应强度，保证了无线数据采集装置在高压输电线路电流低的时候有足够电流驱动负载，在输电线路电流很高时输出电流进入饱和状态不再增加，很好地解决了上述问题。
还设置有数据存储器与数据发送模块3相连接，用于保存数据。当线路停运时，无线数据采集装置停止工作，由于在装置中有掉电保存数据的存储器，当电线恢复送电后，可以方便地将数据从存储器中读取出来。
本无线数据采集装置的正常功耗极低（大约为３Ｗ左右），在小电流情况下有足够的驱动能力。而且通过在整流回路4、滤波回路5和稳压回路6上均设置有光电隔离器件，还确保了在大电流、短路电流以及雷击情况下通过安装的光电隔离器件，可以保证无线数据采集装置不被毁坏。
本实用新型的工作原理是：本电源系统磁芯直接套在高压输电线路上，高压电流流过输电线路会在磁芯的二次侧感应出电流供后级使用，达到自供电的目的。由于整个系统挂在高压回路上，系统与低压系统无任何电气连接，系统与高压输电线等电位，因此避免了传统高电压测试系统必须采取复杂的绝缘措施带来的巨大成本花销。
二次侧线圈输出经过桥式整流后采用吸收电流能力较强的稳压电路，保证了高压输电线路在短时过电流的情况下二次侧电流被稳压电路吸收，避免造成对后级的冲击。
Claims (5)
1.一种具有自供电功能的无线数据采集装置，其特征在于：包括电流传感器、供电模块和数据发送模块，其中：电流传感器将实时采集的电流数据传送给数据发送模块；供电模块的感应线圈从高压输电线路感应电流，并将感应电能传送给供电模块，供电模块为数据发送模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的具有自供电功能的无线数据采集装置，其特征在于：所述供电模块包括依次连接的整流回路、滤波回路和稳压回路。
3.根据权利要求2所述的具有自供电功能的无线数据采集装置，其特征在于：在所述整流回路、滤波回路和稳压回路上均设置有光电隔离器件。
4.根据权利要求1所述的具有自供电功能的无线数据采集装置，其特征在于：电流传感器的感应线圈采用穿芯方式安装于高压输电线路上。
5.根据权利要求4所述的具有自供电功能的无线数据采集装置，其特征在于：在感应线圈内侧安装有橡胶垫。
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN203014501U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104734365A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 国家电网公司 | 电磁感应式测量电路供电方法和装置 |
| CN104748870A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-07-01 | 杨志强 | 一种无源无线温度电流传感器 |
| CN107094243A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-08-25 | 国家电网公司 | 一种架空输电线路通道可视化巡检装置及方法 |
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2012
- 2012-12-20 CN CN2012207071663U patent/CN203014501U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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