基于等电位取能的输电线路防外破警示球制造技术

本发明专利技术公开了基于等电位取能的输电线路防外破警示球，其特征在于，包括能量采集模块、LED发光模块以及控制电路，所述控制电路包括功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中：所述能量采集模块用于收集电能并输送至功率放大模块；所述功率放大模块用于对所述能量采集模块收集的电能的功率进行放大后，输送至能量存储模块；所述能量存储模块用于存储经过所述功率放大模块功率放大的电能，所存储的电能用于为LED发光模块、频率控制模块供电；所述频率控制模块用于控制所述LED发光模块的发光频率。

Warning ball of transmission line against external damage based on equipotential energy collection

The invention discloses a transmission line anti breaking warning ball based on equipotential energy collection, which is characterized in that it includes an energy collection module, an LED light-emitting module and a control circuit, the control circuit includes a power amplification module, an energy storage module and a frequency control module, wherein the energy collection module is used to collect electric energy and transmit it to the power amplification module, and the power amplification module The module is used for amplifying the power of the electric energy collected by the energy acquisition module and delivering it to the energy storage module; the energy storage module is used for storing the electric energy amplified by the power amplification module, and the stored electric energy is used for supplying power to the LED light-emitting module and the frequency control module; the frequency control module is used for controlling the light-emitting frequency of the LED light-emitting module.

【技术实现步骤摘要】
基于等电位取能的输电线路防外破警示球
本专利技术涉及等电位取能、闪烁式、输电线路、警示球，具体涉及基于等电位取能的输电线路防外破警示球。
技术介绍
近年来，随着各地用电需求不断增长，高压输电线路建设步伐加快，但是，施工单位在电力设施保护区内野蛮作业、违章作业，施工机具误触带电输电线路，造成线路跳闸、断线乃至人身伤害的事故屡禁不止，导致设备损坏和停电损失，影响了生产、生活正常供电和电力优质服务。仅2018年，四川电网已发生因施工打桩车、苗圃吊车作业等引起输电线路外破事故多起。同时，民用通航、无人机适用范围越来越广，在农业、观光、摄影等诸多方面低空飞行和无人机飞行活动也越来越活跃，由于高压线路细，在逆光条件下能见度低，这就导致低空飞行器易与高压线路发生碰撞事故，飞行器撞高压输电线不仅会机毁人亡，而且严重威胁电网安全。目前，国内外的普遍解决方案是在高压输电线的防雷缆上等距安装航空警示球。根据国际民航组织《国际标准和建设措施—机场》附件十四和国家有关规定，对于架空的输电线，尤其是超高压输电缆线、跨江输电缆线，应在线路上设置形状醒目的航空标志球(航空警示球)，以提供警示标志。但是，这类警示球仅有反光条，本身不发光，因此在夜间的警示效果非常有限，仍无法避免高压输电线路给飞行器带来工作危险。专利技术专利CN105047075A通过预绞丝护线条将警示球固定在电缆上，能够很好的固定住球体。专利技术专利CN203444708U公开了一种警示球，也仅是从降低警示球重量、使其固定更加牢固的角度进行了改进。专利技术专利CN203520573U公开的一种警示球具备防雷缆卡锁机构和警示球举升机构，方便了在线路上安装。包括专利技术专利CN204103407U在内的上述专利主要对警示球的安装固定进行了改进，但并未对其警示功能进行创新。专利申请号200910086996.1公开了一种输电线路警示球。该警示球固定在输电线路上，并从输电线路上获取工作电源，这种警示器所需供电设备多，包括超过50个LED、超声波测距传感器和蜂鸣器等。专利技术专利CN206773835U设计了一种发光电路已提升警示效果，但工作过程中需要由铁芯底座和铁芯上盖内的感应取电互感器提供电源，重量较重。专利技术专利CN205722289U同样采用电流互感器取能，通过红外线传感器、超声波传感器或者微波传感器多种探测手段，可对接近输电线路的各种物体实现有效检测并报警。包括专利技术专利206773835、20470611在内的专利对警示球的功能进行了进一步的创新，能够提供发光、监测等额外警示功能，但上述专利的功能实现都基于互感器取能，不仅重量较重，而且仅可在线路有电流通过时工作，线路空载时无法取能，无法实现警示作用。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术取能方式落后而导致的警示作用差的问题，提供基于等电位取能的输电线路防外破警示球。本专利技术通过下述技术方案实现：基于等电位取能的输电线路防外破警示球，其特征在于，包括能量采集模块、LED发光模块以及控制电路，所述控制电路包括功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中：所述能量采集模块用于收集电能并输送至功率放大模块；所述功率放大模块用于对所述能量采集模块收集的电能的功率进行放大后，输送至能量存储模块；所述能量存储模块用于存储经过所述功率放大模块功率放大的电能，所存储的电能用于为LED发光模块、频率控制模块供电；所述频率控制模块用于控制所述LED发光模块的发光频率；还包括外壳和固定夹件，所述能量采集模块以及控制电路设置在外壳的空腔中，所述外壳的外表面设置有若干LED发光模块；所述外壳，包括上半球和下半球；所述上半球和下半球扣装在一起；所述固定夹件沿所述外壳直径方向将所述上半球和下半球组合成球体并紧固；所述外壳和固定夹件作为能量存储模块存储电能。等电位取能闪烁式警示球的工作原理是：能量采集模块通过等电位取能的方式收集警示球工作所需要的电能，再通过功率放大和能量储存及频率控制模块控制LED发光模块按所需要的固定频率发光显示。取能方式为静电感应原理和耦合原理取能，即铝等导电材料的球壳和塑料固定夹件组成，或内敷铜箔的塑料球壳和固定金属夹件组成。警示球除了包括以上功能模块外，还包括系统的保护电路和警示球适应户外长期运行的抗电磁干扰以及三防设计。稳态保护电路采用固态继电器和预稳压电路；瞬时保护电路采用瞬变抑制二极管(TVS)；稳压电路采用的是宽电压输入；抗电磁干扰和三防(防潮、防震热、防紫外线)系统采用κ基体上堆放的电力电子半导体芯片通过多芯片组装(MCM)以此屏蔽电磁干扰。对于电力传输系统中各种在线监测设备来说，装置的现场供电技术是保证其正常可靠运行的关键技术之一。国内外专家学者在这方面做了大量的研究，到目前为止，常用的供电方式主要有：锂电池供电，太阳能光伏电池供电，激光供电，电流互感器取电，感应能量供电等。能量采集模块的设计是等电位取能闪烁式警示球的核心技术之一，是警示球能量来源和运行的基础。基于等电位取能的输电线路防外破警示球的能量采集模块包括：警示球外壳、夹件、上下半球的等电位连接线、铜箔，其特征为：输电导线为一极，警示球外壳、夹件、上下半球的等电位连接，铜箔为另一极。利用静电感应原理和耦合原理进行能量采集。静电感应原理利用静电感应现象采集能量。耦合原理是将电容接在交流电路中，电容的一端所接电路的电位逐渐升高，逐渐在所在的极板集聚电荷，待该端所接电路的电位下降时，再将电位高时积聚的电荷返回电路，另端也是如此。电容没有电流通过，但是随着极板电位升高、降低而集聚和释放电荷，起到了能量传递的作用。频率控制模块：警示球在强电磁场环境下LED闪烁紊乱问题，及发光频率不稳定，且两次闪烁间的LED节点电压仍保持在0.7V左右，即二极管处于导通状态，且含有大量干扰信号，二极管节点有提前打开的现象，但因储能不够，未能达到LED正常工作的2-4V电压而点亮，这是发光元件在控制器断开供电电源后的闪烁间隙仍微弱发光、无法完全熄灭的原因。因此，通过对控制器电子元件及封装形式进行设计优化，改善抗强电场的能力，达到频率控制的目的，经过优化设计的频率控制器及其封装即为频率控制模块。进一步的，所述上半球和下半球均为导电材料，且上半球和下半球通过导线等电位连接；所述固定夹件为塑料材料。进一步的，所述固定夹件设置有卡线槽、螺孔。进一步的，所述上半球、下半球的内壁均设置有铜箔屏蔽层，且上半球、下半球的铜箔屏蔽层通过导线等电位连接；所述固定夹件为导电材料。在本专利技术中，通过这样的球形和屏蔽层设计，可以使得整个球体实现能量的采集和储存功能；本专利技术包括至少两种实现方式，其中一种情况下上半球和下半球均为导电材料，如金属铜、铝等任意一种可以实现本专利技术目的的导电材料，而固定夹件为塑料材料可以使得两者配合形成进行电能存储；另一种情况下上半球、下半球为塑料，其内壁均设置有铜箔屏蔽层，而固定夹件为导电材料如金属铜、铝等任意一种可以实现本专利技术目的的导电材料，此时两者同样可以进行电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于等电位取能的输电线路防外破警示球，其特征在于，包括能量采集模块、LED发光模块(4)以及控制电路，所述控制电路包括功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中：/n所述能量采集模块用于收集电能并输送至功率放大模块；/n所述功率放大模块用于对所述能量采集模块收集的电能的功率进行放大后，输送至能量存储模块；/n所述能量存储模块用于存储经过所述功率放大模块功率放大的电能，所存储的电能用于为LED发光模块(4)、频率控制模块供电；/n所述频率控制模块用于控制所述LED发光模块(4)的发光频率；/n还包括外壳和固定夹件(5)，所述能量采集模块以及控制电路设置在外壳的空腔中，所述外壳的外表面设置有若干LED发光模块(4)；/n所述外壳，包括上半球(1)和下半球(2)；所述上半球(1)和下半球(2)扣装在一起；/n所述固定夹件(5)沿所述外壳直径方向将所述上半球(1)和下半球(2)组合成球体并紧固；/n所述外壳和固定夹件(5)作为能量存储模块存储电能。/n

【技术特征摘要】
1.基于等电位取能的输电线路防外破警示球，其特征在于，包括能量采集模块、LED发光模块(4)以及控制电路，所述控制电路包括功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中：
所述能量采集模块用于收集电能并输送至功率放大模块；
所述功率放大模块用于对所述能量采集模块收集的电能的功率进行放大后，输送至能量存储模块；
所述能量存储模块用于存储经过所述功率放大模块功率放大的电能，所存储的电能用于为LED发光模块(4)、频率控制模块供电；
所述频率控制模块用于控制所述LED发光模块(4)的发光频率；
还包括外壳和固定夹件(5)，所述能量采集模块以及控制电路设置在外壳的空腔中，所述外壳的外表面设置有若干LED发光模块(4)；
所述外壳，包括上半球(1)和下半球(2)；所述上半球(1)和下半球(2)扣装在一起；
所述固定夹件(5)沿所述外壳直径方向将所述上半球(1)和下半球(2)组合成球体并紧固；
所述外壳和固定夹件(5)作为能量存储模块存储电能。


2.根据权利要求1所述的基于等电位取能的输电线路防外破警示球，其特征在于，所述上半球(1)、下半球(2)的内壁均设置有铜箔屏蔽层(3)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋伟，刘进，黄小国，罗明志，邓白波，李亚伟，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51