一种可自动切换供电方式的供电设备及方法与流程

1.本发明涉及故障指示器供电技术领域，尤其是指一种可自动切换供电方式的供电设备及方法。


背景技术：

2.故障指示器是一种能反映有短路电流通过而现出故障标志牌的电磁感应设备。故障指示器一般安装在架空线、架空电缆或地埋电缆、开关柜母排上，无法从接地侧直接对其供电，故障指示器的供电问题是故障指示器正常运行的而重要保证。现有的故障指示器一般采用就近取电和电流互感器取电的方式，就近取电线路铺设工作量较大，成本较高且安全性不好，电流互感器取电虽然能够减小体积，降低成本，但是当取电线路负荷小于取电ct启动电流时，故障指示器会无法正常运行，并且当取电线路出现故障而没有及时发现，故障指示器会因为供电不足无法正常运行，不能在故障排查时提供帮助。
3.目前，现有技术一般都是对故障指示器的供电稳定性和装置的体积上进行的优化改进，例如，一种在中国专利文献上公开的“一种应用于输电线路故障指示器的供电设备”，其公告号cn210092949u，该装置包括取能线圈、感应取电模块、超级电容储能模块、干电池模块、故障指示器电源系统；所述取能线圈安装于高压输电线路上且与所述感应取电模块的电压输入接口相连，所述感应取电模块的直流稳定电压输出接口与所述超级电容储能模块的直流电压输入接口相连，所述超级电容储能模块的电容电压输出接口和所述干电池模块的电压输出接口构成并联形式后与所述故障指示器电源系统的电压输入接口相连，所述故障指示器电源系统的电压输出接口与故障指示器系统的各个功能模块相连，该新型装置虽然具有低碳化、质量轻巧、结构紧凑、安装方便、环境适应性强等特点，适用于实时监测输电线路运行状态的场合，但并没有解决供电设备的供电形式单一和无法判断供电设备是否正常工作的问题。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术的故障指示器供电设备的供电方式单一的问题，提供一种可自动切换供电方式的供电设备及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种可自动切换供电方式的供电设备，包括设备外壳，所述设备外壳的上方与侧面覆盖有太阳能板，所述设备外壳的上方还设有一个风力发电机，所述供电设备的侧面还设有电能输出端口和ct供电接入端口，所述ct供电接入端口与高压电缆相连，所述电能输出端口连接有故障指示器，所述供电设备的底部设备外壳为透明材料制成。本发明设有太阳能板和风力发电机，太阳能板和风力发电机与蓄电池相连，为蓄电池充电，同时还有ct供电接入端口，ct供电接入端口与高压电缆相连，包含了蓄电池和ct供电两种供电方式为故障指示器供电，平时使用蓄电池中的电能为故障指示器供电，当蓄电池没有电能或蓄电池供电部分出现故障时，转换成ct供电，两种供电形式使得本设备能够保证供电的稳定性，也
保证了故障指示器工作的稳定性，故障指示器经常安装在架空线、架空电缆上，位置通常很高，将供电设备的底部设备外壳设置为透明的，方便工作人员在地面对供电设备内的指示灯发光情况进行观察，不必爬到高空上对装置进行检查，提高了工作人员的工作效率，也降低了工作人员的工作风险。
6.作为本发明的优选方案，所述供电设备内部设有低压电路板，所述低压电路板分别与太阳能板、风力发电机和蓄电池相连，所述蓄电池分别连接有电磁铁和指示灯l1，所述指示灯l1与单刀双掷开关的s1端相连，所述供电设备内部还设有高压电路板，所述高压电路板分别连接有指示灯l2和ct供电接入端口，所述指示灯l2与单刀双掷开关的s2端相连，所述单刀双掷开关的活动触头与电能输出端口相连。低压电路板和高压电路板对输入的电流进行处理，保证电能的稳定和适用性，电磁铁用于控制单刀双掷开关的连接方式，当蓄电池有电时，电磁铁产生磁场，吸引单刀双掷开关的活动触头与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电，当蓄电池没有电或蓄电池供电电路出现故障时，电磁铁不通电，磁场消失，由于重力的作用单刀双掷开关的活动触头向下掉落，使得单刀双掷开关的活动触头与s2端相连，此时由ct供电为故障指示器提供电能，此种供电方式使得本发明装置的供电稳定性得以提升。
7.作为本发明的优选方案，所述活动触头由铁块和铜块构成。当蓄电池有电时，与蓄电池相连的电磁铁会产生一个磁场，磁场对活动触头上的铁块有一个吸力，使得活动触头向上滑动与单刀双掷开关的s1端相连，电路导通，而当蓄电池电量不足或出现故障时，由于重力的作用活动触头向下滑动，与单刀双掷开关的s2端相连，变成ct供电，而铜块保证了活动触头具有良好的导电性。
8.作为本发明的优选方案，所述蓄电池连接有电量监测装置，所述蓄电池与电磁铁之间设有可控开关，所述电量监测装置与可控开关相连。电量监测装置对蓄电池的电量进行监测，根据蓄电池的电量控制可控开关的开关状态，进而控制电磁铁的工作状态，使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置出现故障、或者可控开关出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
9.一种可自动切换供电方式的方法，包括以下步骤：q1：蓄电池电量充足，可控开关处于闭合状态，电磁铁正常工作，单刀双掷开关的活动触头与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电；q2：当电量监测装置监测到蓄电池电量小于a%时，电量监测装置控制可控开关断开，电磁铁停止工作，单刀双掷开关的活动触头与s1端断开并与s2端相连，此时故障指示器由ct供电；q3：当电量监测装置监测到蓄电池电量大于b%时，电量监测装置控制可控开关闭合，电磁铁开始工作，单刀双掷开关的活动触头与s2端断开并与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电。本发明的自动切换供电方式的方法，可以实现在蓄电池电量不足时自动切换为ct供电，当蓄电池电量充足时，再切换成蓄电池供电，可以很大程度上保证故障指示器供电的稳定性，从而保证故障指示器正常工作。
10.作为本发明的优选方案，所述q2中单刀双掷开关的活动触头与s1端断开并与s2端相连具体为：电磁铁停止工作后磁场消失，电磁铁对单刀双掷开关的活动触头的吸力消失，由于重力的作用单刀双掷开关的活动触头与s1端自然断开，活动触头向下掉落，与s2端相接触并导通通电。本发明使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态，
这样控制的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置出现故障、或者可控开关出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
11.作为本发明的优选方案，所述q3中单刀双掷开关的活动触头与s2端断开并与s1端相连具体为：电磁铁开始工作产生磁场，电磁铁对单刀双掷开关的活动触头产生吸力，使得单刀双掷开关的活动触头与s2端断开，活动触头向上移动，与s1端相接触并导通通电。本发明使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态，这样控制的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置出现故障、或者可控开关出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
12.作为本发明的优选方案，所述a%与b%根据蓄电池的容量自行设定。若蓄电池的容量较大时，可以将a与b设定的值较小一些，当蓄电池的容量较小施，则需要将a与b设定的值较大一些，但要保证b的值大于等于a的值。
13.因此，本发明具有以下有益效果：1、本发明包括蓄电池供电和ct供电两种供电方式为故障指示器供电，当蓄电池电量不足或发生故障时自动切换为ct供电，故障指示器不会停止工作，提高了故障指示器的工作稳定性；2、本发明装置的底部为透明材料制成，方便工作人员在地面对供电设备内的指示灯发光情况进行观察，不必爬到高空上对装置进行检查，提高了工作人员的工作效率，也减少了工作人员的工作风险；3、本发明使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态，这样控制的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置出现故障、或者可控开关出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
附图说明
14.图1是本发明装置的结构示意图；图2是本发明的单刀双掷开关的活动触头的结构示意图；图3是本发明的方法流程图；图中：1、设备外壳；2、太阳能板；3、风力发电机；4、电能输出端口；5、活动触头；6、ct供电接入端口；501、铁块；502、铜块；7、电量监测装置；8、可控开关。
具体实施方式
15.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
16.如图1所示，一种可自动切换供电方式的供电设备，包括设备外壳1、太阳能板2、风力发电机3、电能输出端口4、活动触头5、ct供电接入端口6、电量监测装置7、可控开关8，设备外壳1的上方与侧面覆盖有太阳能板2，设备的上方设有一个风力发电机3，供电设备的侧面设有电能输出端口4和ct供电接入端口6，ct供电接入端口6与高压电缆相连，电能输出端口4与故障指示器相连。本发明设有太阳能板2和风力发电机3，太阳能板2和风力发电机3通过低压电路板与蓄电池相连，为蓄电池充电，同时还有ct供电接入端口6，ct供电接入端口6与高压电缆相连，包含了蓄电池和ct供电两种供电方式为故障指示器供电，平时使用蓄电池中的电能为故障指示器供电，当蓄电池没有电能或蓄电池供电部分出现故障时， 转换成ct供电，两种供电形式使得本装置能够保证供电的稳定性，也保证了故障指示器工作的稳定性。
17.如图1所示，供电设备内部设有低压电路板，低压电路板分别与太阳能板2、风力发电机3和蓄电池相连，蓄电池分别连接有电磁铁和指示灯l1，指示灯l1与单刀双掷开关的s1端相连，供电设备内部还设有高压电路板，高压电路板分别连接有指示灯l2和ct供电接入端口6，指示灯l2与单刀双掷开关的s2端相连，单刀双掷开关的活动触头5与电能输出端口4相连。低压电路板和高压电路板对输入的电流进行处理，保证电能的稳定和适用性，电磁铁用于控制单刀双掷开关的连接方式，当蓄电池有电时，电磁铁产生磁场，吸引单刀双掷开关的活动触头5与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电，当蓄电池没有电或蓄电池供电电路出现故障时，电磁铁不通电，磁场消失，由于重力的作用单刀双掷开关的活动触头5向下掉落，使得单刀双掷开关的活动触头5与s2端相连，此时由ct供电为故障指示器提供电能，此种供电方式使得本发明装置的供电稳定性得以提升。
18.如图1所示，本发明的供电设备内部还设有指示灯l1与指示灯l2，指示灯l1与指示灯l2为两种不同颜色的指示灯。当蓄电池有电时，电磁铁产生磁场，吸引单刀双掷开关的活动触头5与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电，指示灯l1发光，当蓄电池电量不足或蓄电池供电电路出现故障时，电磁铁不通电，磁场消失，由于重力的作用单刀双掷开关的活动触头5向下掉落，使得单刀双掷开关的活动触头5与s2端相连，此时由ct供电为故障指示器提供电能，指示灯l2发光，根据光的颜色，不必打开装置即可判定由那种供电方式为故障指示器供电，当长时间都是指示灯l2发光时，蓄电池可能发生故障，尽快通知工作人员进行维修操作，而当指示灯l1和指示灯l2均不发光时，则可以判定供电设备或故障指示器发生故障，需要通知工作人员对供电设备和故障指示器进行故障排查和维修。本发明设有发光颜色不同的指示灯，可以根据发光情况对供电方式进行判断，还可以对供电设备和故障指示器进行故障排查。
19.如图2所示，活动触头5包括铁块501和铜块502。当蓄电池电量充足时，与蓄电池相连的电磁铁会产生一个磁场，磁场对活动触头5上的铁块501有一个吸力，使得活动触头5向上滑动与单刀双掷开关的s1端相连，蓄电池电路导通，而当蓄电池电量不足或出现故障时，电磁铁停止工作，磁场消失，由于重力的作用活动触头5向下滑落，与单刀双掷开关的s1端断开，与s2端相连，变成ct供电，铜块502保证了活动触头5具有良好的导电性。
20.本发明的供电设备的电能输出端口有多个，既可以给单独的故障指示器供电，也可以给多个故障指示器同时供电，由于电网中高压电缆通常都是多条，因此需要多个故障指示器对高压电缆进行监测，经常可以看到高压电缆上有三个甚至更多的故障指示器并排安装到高压电缆上，这种情况下多个故障指示器的距离很近，完全可以使用同一个供电设备为多个故障指示器供电，既方便又节约成本，而本设备中的蓄电池设有太阳能板2和风力发电机3，几乎时时刻刻都在为蓄电池充电，且有ct供电作为保障，不必担心连接多个故障指示器而产生电能不足的问题。
21.本发明的高压电路板上包括有降压模块、稳压模块、整流模块和滤波模块，低压电路板上包括有稳压模块、整流模块和滤波模块。ct取电的电能经过高压电路板的处理，保证ct供电符合故障指示器的用电标准，太阳能板2和风力发电机3所提供的电能经过低压电路板的处理，保证对蓄电池充电时不会对蓄电池造成损伤，保证蓄电池的工作寿命。
22.供电设备的底部设备外壳1为透明材料制成。故障指示器经常安装在架空线、架空电缆上，通常位置很高，将供电设备的底部设备外壳1设置为透明的，方便工作人员在地面
对供电设备内的指示灯发光情况进行观察，不必爬到高空上对设备进行检查即可知道设备的工作状态，提高了工作人员的工作效率，也降低了工作风险。
23.蓄电池连接有电量监测装置7，蓄电池与电磁铁之间设有可控开关8，电量监测装置7与可控开关8相连。电量监测装置7对蓄电池的电量进行监测，根据蓄电池的电量控制可控开关8的开关状态，进而控制电磁铁的状态，使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置7出现故障、或者可控开关8出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
24.如图3所示，一种可自动切换供电方式的方法，包括以下步骤：q1：蓄电池电量充足，可控开关8处于闭合状态，电磁铁正常工作，单刀双掷开关的活动触头与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电；q2：当电量监测装置7监测到蓄电池电量小于a%时，电量监测装置7控制可控开关8断开，电磁铁停止工作，单刀双掷开关的活动触头与s1端断开并与s2端相连，此时故障指示器由ct供电；q3：当电量监测装置7监测到蓄电池电量大于b%时，电量监测装置7控制可控开关8闭合，电磁铁开始工作，单刀双掷开关的活动触头与s2端断开并与s1端相连，此时故障指示器由蓄电池供电。本发明的自动切换供电方式的方法，可以实现在蓄电池电量不足时自动切换为ct供电，当蓄电池电量充足时，再切换成蓄电池供电，可以很大程度上保证故障指示器供电的稳定性，从而保证故障指示器正常工作。
25.q2中单刀双掷开关的活动触头与s1端断开并与s2端相连具体为：电磁铁停止工作后磁场消失，电磁铁对单刀双掷开关的活动触头的吸力消失，由于重力的作用单刀双掷开关的活动触头与s1端自然断开，活动触头向下掉落，与s2端相接触并导通通电。本发明使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态，这样控制的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置7出现故障、或者可控开关8出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
26.q3中单刀双掷开关的活动触头与s2端断开并与s1端相连具体为：电磁铁开始工作产生磁场，电磁铁对单刀双掷开关的活动触头产生吸力，使得单刀双掷开关的活动触头与s2端断开，活动触头向上移动，与s1端相接触并导通通电。本发明使用电磁铁的吸力和重力的作用控制单刀双掷开关的连接状态，这样控制的好处是：不论蓄电池电量不足或出现故障、或者电量监测装置7出现故障、或者可控开关8出现故障，最终都能保证供电设备可以对故障指示器进行供电，可靠性极高。
27.a%与b%根据蓄电池的容量自行设定。若蓄电池的容量较大时，可以将a与b设定的值较小一些，当蓄电池的容量较小施，则需要将a与b设定的值较大一些，弹药保证b的值大于等于a的值本装置在对故障指示器进行供电时，先使用蓄电池对故障指示器进行供电，当电量监测装置监测到蓄电池电量不足2%时，电量监测装置控制可控开关断开，或蓄电池电路发生故障，电磁铁也不再通电，电磁铁产生的磁场消失，由于重力的作用，单刀双掷开关的活动触头向下掉落，自动与s1端断开，与s2端相连接，使得ct取电电路接通，故障指示器变成ct供电，而当太阳能板和/或风力发电机为蓄电池充电并到达20%后，电量监测装置控制可控开关闭合，电磁铁再次通电，再次产生磁场，磁场对单刀双掷开关的活动触头上的铁块有一个吸力，使得活动触头向上滑动，与s2端断开，与s1端相连接，使得蓄电池接入供电电
路，再次由蓄电池对故障指示器进行供电。
28.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。