選型問答

在智能電網建設背景下，高壓電力設備（如架空輸電線路、電力電纜、環網柜等）智能化改造需求日益迫切，穩定可靠的供電系統是各類在線監測裝置、通信終端等智能設備正常運行的基礎，而在大量的戶外高壓電力設備運行場景低壓供電電源的保障卻成為了難題。

電流感應電源通過CT取能互感器從高壓導線中的電流感應獲取電能，并將其轉換為穩定的直流電源輸出，為各種戶外智能電網終端設備提供可靠的供電解決方案。

那么，應該如何選擇電流感應電源呢？結合奧博爾公司的電流感應電源實踐經驗，推薦以下4大選品知識點。

取電互感器是一款比測量型互感器磁芯截面積更大的電流互感器，設計不當在大電流開路等異常工況時其開路電壓比測量型電流互感器更高，特別是有的產品片面追求小電流取電效率采用大截面高匝比，大電流時開路電壓尖峰值高達數kV，極易給現場的設備運行和人員安全帶來隱患；因此奧博爾公司對取電互感器的開路電壓進行了嚴格限制。

開路保護器對取電互感器產生開路高壓的風險進行了很好的防范，但開路保護器電子電路的壽命遠不及取電互感器本體，要充分考慮開路保護器失效后的現場安全，因此需要對取電互感器本體的開路電壓做出限制，并盡可能選用長壽命設計的開路保護器，在接入電流感應電源模塊后取電互感器開路的風險較小，但仍要考慮感應電源內電子元件十多年后失效可能帶來的取電互感器開路風險。

因此，限制取電互感器本體開路電壓才能從根本上杜絕其安全風險。

CT開路保護器并聯在CT二次側兩端，正常運行時呈高阻狀態，漏電流較小，對CT的測量或取電工作幾乎沒有影響；當二次回路開路或初級繞組中出現異常過流時，CT開路保護器在半個周波內導通，短路二次繞組；并在過電壓故障消除后，CT開路保護器自動復位，啟動測量或取電回路恢復到正常的工作狀態。

互感器本體由磁性材料和金屬導線組成，本體壽命可以輕松達到數十年，作為互感器的配套產品，開路保護器的長壽命設計十分必要。長壽命試驗是產品可靠性檢驗的一大難題，但長壽命電路最起碼要具備以下特征：無電解電容等壽命短板器件（電解電容內的電解液會隨時間干涸而失效）；元器件核心參數裕量充足；電路整體功耗低，發熱量小且散熱良好，溫升??；防護到位，防塵、防潮、防腐蝕及防老化。開路保護器選擇不當很可能出現如下后果：

專業型開路保護器是指保護啟動后輸出電壓有效值很低（一般<2V，非專業型開路保護器輸出電壓高達40-50V），正常工作時開路保護器如圖安裝在取電互感器側，要確保開路保護器啟動電壓較取電電源模塊工作電壓高并裕度充足，否則開路保護器誤動將導致取電電源效率降低甚至無法工作，現在電流感應電源模塊多采用靜音控制技術以降低互感器運行時的噪音，該技術易在開路保護器位置產生干擾導致開路保護器誤動，奧博爾公司采用零電壓切換靜音控制方案，較好的解決了這一技術難題。

 No.3

電流感應電源是以輸入電流為基礎進行電能變換的，和人們常見的以220V輸入電壓為基礎進行變換的電源不同，常規電壓型電源的輸入阻抗趨近于開路，而電流型感應電源的輸入阻抗趨近于短路，因此其浪涌沖擊損壞機理完全不同。

電流感應電源的浪涌沖擊宜以高壓輸電線的動穩沖擊電流標準進行校驗，建議值31.5kA 2s或40kA 1s；傳統電壓型電源的雷電浪涌測試標準和方法均不適用，這也是很多電源模塊在按照國標GB/T17626.5通過4kv浪涌沖擊測試后仍不能滿足現場運行要求且故障率很高的主要原因。

電流感應電源由取電互感器實現了與高壓一次設備的隔離，天然具備抗擊各種浪涌過電壓和雷擊過電壓的超強能力（相關回路是阻抗很小的電流回路），但考慮短時過電流沖擊導致的EMI干擾，建議電流感應電源模塊宜采用隔離型電能變換。

因供電負荷的變化線纜電流波動很大，在一次電流過低時甚至無法帶動負載正常工作，因此電流感應取電大多配置儲能電池，大電流時電池儲能，小電流時電池放電，以實現用電負載最大的在線工作率，且設備均戶外安裝運行環境惡劣，在一次電流寬幅波動情況下的專業電池充放電控制和管理尤為重要，好的設計不僅能提升設備在線率，延長電池壽命，降低電池失效或故障起火的風險，且還會避免負載頻繁重啟的打嗝現象。推薦奧博爾公司的下述充放電控制邏輯。

當CT取電功率大于負載功率時(輸出電壓大于電池開啟電壓)，取電模塊優先給負載供電，多余部分給后備電池充電；當CT取電功率小于負載功率時，取電模塊給負載供電，不足部分后備電池補充；當后備電池放電至電壓低于電池關斷電壓，CT取電功率優先給后備電池充電，若發現CT取電功率大于設定值Z，改為優先給負載供電，多余部分給后備電池充電。

深圳市奧博爾技術有限公司專注于電流感應電源研究和生產，經過長期技術攻關和現場經驗積累，公司成功推出了第二代新型電流感應電源，較常規電流感應電源相比，公司新型電流感應電源具有“全狀態靜音、寬范圍可靠和一體化智能”特點，提升了產品的現場工程適應性、安全可靠性和充放電管理的智能化水平，廣泛應用于電力電纜和高壓架空輸電線等嚴苛用電場景，是戶外智能電網終端設備便捷、高效、可靠的供電手段。

新型電流感應電源由取電互感器和感應電源模塊兩部分組成，取能互感器用于感應導線中的電流并轉化為電壓信號，感應電源模塊將電壓信號轉換輸出穩定的直流電源。奧博爾新型電流感應電源的取能互感器采用預制鏡面半圓鐵芯和精細化生產工藝，大幅度降低了鐵芯切面氣隙產生的磁阻，均勻分布繞組，漏磁更低，安全性更好，較同體積取能互感器電磁轉換效率顯著提升。

新型感應電源模塊采用全域靜音穩壓控制技術，實現了在大電流空載和小電流滿載全工況下的靜音運行；冗余系統動穩沖擊電流標準設計電源模塊主電流回路，保障了在極端大電流沖擊時感應電源模塊和負載的安全，并將一次電流波動、電池電池充放電控制和負荷管理進行一體化智能設計，大大提升了用電負載在系統小電流情況下的在線率。

高壓輸電線傳遞著海量電能，電流感應取電猶如在滔滔長江取水酌飲，對電力線能量傳輸沒有影響，但若取電控制不當，會產生極強浪涌損壞電源模塊甚至后端電路，這也是CT取電一直令用戶擔心的關鍵。AP感應電源模塊采用可靠的可控整流技術，將不穩定的電能蓄積在安全的電勢湖里再行變換，保證了電源輸出的安全性。

AP感應電源采用全狀態靜音可控整流技術，靜音控制最小占空比低于2%，保證靜音的同時不降低取電效率，在持續大電流空載和小電流滿載工況下，均保證取能互感器處于靜音工作狀態。

AP感應電源采用超寬輸入電流范圍設計，最大可持續輸入電流不小于15A，且主電流回路具有冗余的動穩沖擊電流能力，保障了在極端大電流沖擊時感應電源模塊和負載的安全。

AP感應電源將一次電流波動、電池充放電控制和負荷管理進行一體化智能設計，大電流時負載優先，小電流且儲能不足時儲能優先，既減小了一次電流不穩定負載的頻繁啟停，又匯集了小電流時的點滴能源，有效地提升了設備的在線運行時間，并采用專業的鋰電池恒流-恒壓充電和放電保護策略，可有效的保障儲能鋰電池的使用壽命。

 No.2

根據高壓架空線安裝環境，設計了寬范圍太陽能PV取電輸入接口，內置MPPT太陽能最大效率控制，可直接接入太陽能光伏板。無論是CT輸入還是太陽能PV輸入均采用隔離型DCDC變換進行原副端隔離，對于電網浪涌和雷擊光伏板的惡劣工況，均能保障電源模塊和負載電路的安全。

高壓架空線運行環境惡劣，拆裝維護困難，對電源設計提出了更高要求，MP電源模塊運行環境滿足-40℃-85℃要求，器件選型按15年壽命嚴格篩選并對薄弱環節進行冗余設計，采用專業的鋰電池充放電管理策略延長電池使用壽命。

CT取電輸入按持續15A超大容量設計，具有冗余的動穩沖擊電流能力，實現了一次電流波動、電池充放電控制和負荷管理的集成智能設計，提升了小電流時的設備在線時間，既滿足高壓大電流輸電線路，也能較好的適應小電流配網線路。