[發明專利]在線監測裝置感應微波供電系統

無效

• 申請號: 201310505606.6
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103545939A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 馬進;張寶華;丁斌;徐達
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網冀北電力有限公司張家口供電公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 馬淑文

技術領域

本發明涉及在線供電系統，特別是涉及一種在線監測裝置感應微波供電系統。

背景技術

隨著智能電網的不斷發展、深入，工作在高壓輸電線路上的電氣設備越來越多，如電力線路各類在線監測裝置、線路設備防盜裝置、巡線機器人、帶電作業機器人等，由于大多的輸電線路地處偏遠，難以按常規辦法解決電源供給問題，因而這些設備的供電一般采用太陽能供電。太陽能供電由于受能量轉換率、氣候環境及成本等因素限制，無法充分滿足設備對供能在全天候方面和長期穩定性方面的要求，不得不加入蓄電池以存儲電能。但由于蓄電池本身的壽命與工作溫度問題使得設備的維護成本大大增加，導致在各種氣象條件下長期可靠穩定工作。目前需要一種可以在適應各種惡劣天氣、全天候穩定可靠供電、長期免維護運行、低成本的供電系統。

電力行業架空輸電線路設備供電技術主要有太陽能電池板供電、風光互補供電、導線引流取電等幾種，經掛網實踐證明太陽能電池板供電、風光互補供電等幾項技術均是通過在自然能轉化電能裝置，通過將自然界太陽光能、風能應用太陽能電池板、風力發電機進行回收轉化為電能，該種供電技術形式，因受其電能獲取原理所限，受到外界環境影響極大，在氣象條件不理想的情況下很難發揮作用，而在線監測裝置恰恰是在這時最需要發揮作用。超高壓感應微波在線供電系統是解決在線監測裝置全天候工作的有效措施之一。超高壓感應微波在線供電系統通過超高壓導線電場回收技術與無線近場電能傳輸技術，將架空輸電線路導線周圍的輻射電場回收、傳輸并轉化為在線監測裝置可以使用的電能。超高壓感應微波在線供電系統由于在取能-換能方式和設計理念上的獨到之處，使其具有適應各種惡劣天氣、全天候穩定可靠供電、長期免維護運行、低成本等特點，從而克服了太陽能電池板供電、風光互補供電、導線引流取電的不足之處，并回收導線輻射電能，成為解決在線監惻設備供能難題的絕佳選擇。

發明內容

針對以上現有技術的不足，本發明提供一種在線監測裝置感應微波供電系統，以回收-微波輸送結為技術手段，實現導線電場能量回收利用，轉化為在線監測裝置可用的電能。同時通過采用微波共振原理在空氣中有效傳輸電能，從而提供了回收取電的絕緣間隙解決了導線電場電位差問題。

本發明的技術方案如下：

一種在線監測裝置感應微波供電系統，該供電系統包括導線端發射端和鐵塔接收換能端，

所述導線端發射端包括：

導線共振耦合線圈組，在輸電線路輸送電能時，將導線周圍向外輻射的電場轉化為電磁能量，使得無用的線損電場加以利用；

升壓發射震蕩器，所述導線共振耦合線圈組獲得能量后，將該線圈組中的電磁波能量放大并以共振頻率發射；

發射換能控制器，用于實時監視導線共振耦合線圈組工作狀態，動態切換送往升壓發射震蕩器的能量，同時，將實時監測大氣的濕度變化，控制升壓發射震蕩器的共振點與工作方式，最大限度提高換能效率；

蜂窩矩陣天線，用于接收發射換能控制器的信號；

鐵塔接收換能端包括：

聚焦接收模塊，用于接收導線端發射端傳輸來的電能，將其轉換為高頻交流電；

整流穩壓模塊，從所述聚焦接收模塊獲得高頻交流電能后，將由整流穩壓模塊的肖特基整流橋進行整流，經過高壓電容濾波得到相對穩定的直流電能。

進一步，所述導線共振耦合線圈組包括一組共振頻點和導線相符的線圈。

進一步，所述導線共振耦合線圈組的輸出端與升壓發射震蕩器的電源輸入端連接，將獲得的電能升壓調制為高頻振蕩信號送至蜂窩矩陣天線，進行信號發射。

進一步，所述發射換能控制器通過獨立耦合方式將控制信號傳送至蜂窩矩陣天線，由蜂窩矩陣天線完成電能與控制信號的傳送功能。

工作原理：

本發明將依據電磁波共振能量轉換原理最終實現為在線監測設備提供有效、可靠、安全的電能供應。電磁波是電磁場的一種運動形態，電與磁可說是一體兩面，變化的電場會產生磁場（即電流會產生磁場），變化的磁場則會產生電場。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定，即S=E×H,其中s為坡印庭矢量，E為電場強度，H為磁場強度。E、H、S彼此垂直構成右手螺旋關系；即由S代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是W／m^2；電磁波同時可理解成為一種物質且具有能量。