[發明專利]一種無源無線傳感器取電電路

有效

• 申請號: 202011171538.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112350450B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 楊帆;成勛;萬麗娟;柏盛;陳曉儀
• 申請（專利權）人: 上海明華電力科技有限公司;上海電力股份有限公司羅涇燃機發電廠
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02P13/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種無源無線傳感器取電電路，該取電電路與傳感器主電路連接，所述的取電電路包括復合取電線圈、取電切換電路及保護電路，所述的復合取電線圈的供電端直接與傳感器主電路連接，所述的傳感器主電路的控制端通過取電切換電路與復合取電線圈連接，所述的保護電路接在復合取電線圈上。與現有技術相比，本發明更好地解決了固定匝數取電線圈在動態的大范圍變化的一次側負荷波動造成的取電困難、過載、過壓和發熱問題。

技術領域

本發明涉及電力監測技術，尤其是涉及一種無源無線傳感器取電電路。

背景技術

現有電力系統應用場景中的高壓開關柜、環網柜、高壓線纜街頭、刀閘開關、斷路器梅花觸頭等電力設備和部件，在運行中由于老化、發熱、氧化、腐蝕和緊固部件松動等原因，在高負荷運行過程中，容易出現溫度異常升高和變化；同時，伴隨發熱積累及接觸電阻的增加，在中低負荷長期運行條件下，如果未能及時發現溫度異常，也可能引發榕融、燃燒甚至爆炸等安全重大問題。對于溫升故障點的監測，無源無線測溫傳感器，是一種適用于上述應用場景的較理想的監測方式。

無源無線傳感器不采用電池供電方式，其電能獲取主要采用通過電流互感和電磁耦合的方式獲取mW級電能，適用于10kV或更高電壓等級且電流穩定的變電、輸電和高壓配電級別的應用場合。

經過檢索，中國專利申請號201520541030.3，公開了一種無源無線測溫傳感器，針對高壓輸電系統的測溫裝置，采用軟磁合金進行導磁，通過單個繞組取電線圈取電，5000A的大電流下可以工作，感應的功率從3A的0.4mW到5000A的80mW，超強取電性能，無工作盲點；斷路器出頭或開關柜母排上只要有4A或者9A一次電流就可以讓無源模塊正常工作。

同時中國專利申請號201920441138.3，公開了一種無源無線測溫傳感器，利用高效率的互感取電技術配合超低功耗且長壽命的硬件結構，保證其在5A的情況下就開始啟動工作，可在大電流大電壓的工作環境中扛電磁干擾并長期可靠地完成溫度監控任務，其互感線圈采用4000匝纖細的漆包銅線繞制而成，取電互感線圈繞制在線圈骨架上，取電互感線圈的整體大小保持在20mm*20mm*5mm以內，貼心采用多層超薄的坡莫合金鋼帶疊合而成，形成350mm*10mm*0.4mm的長條形狀，疊合后的坡莫合金鋼帶穿過線圈骨架中間的長方形控將其首尾通過卡扣相連，線圈獲得mA級電流。

上述現有技術存在的缺點具體包括：當取電線圈一次側的最小電流低于3A時，傳感器很難取電，導致傳感器無法工作；同時，取電線圈的繞組為單組，匝數固定，即固定變比的線圈為保證大電流下的傳感器獲取電流，在一次側負荷電流波動較大時，取電線圈在大電流條件下過載、過壓、發熱嚴重，在小電流條件下取電能量不足又無法工作，即取電線圈的工作點選取困難。因此單組線圈固定匝數的取電線圈不適用于一次側負荷電流相波動范圍較大的10kV及以上的場景，也限制了在三相不平衡、負荷電流波動較大的場景如10kV以下配電設備和設備中的應用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種無源無線傳感器取電電路，適用于在不同一次側負荷電流下取電，取電電流范圍支持0.5A～5000A，電流范圍適應性廣，支持在10kV以下配電網負荷電流波動大的場合適用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種無源無線傳感器取電電路，該取電電路與傳感器主電路連接，所述的取電電路包括復合取電線圈、取電切換電路及保護電路，所述的復合取電線圈的供電端直接與傳感器主電路連接，所述的傳感器主電路的控制端通過取電切換電路與復合取電線圈連接，所述的保護電路接在復合取電線圈上。

優選地，所述的復合取電線圈包括：

多個取電抽頭；

一個取電終端抽頭；

與取電抽頭數量相同的取電繞組，接在相鄰取電抽頭之間和最后一個取電抽頭與取電終端抽頭之間；