[發明專利]一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置

在審

• 申請號: 201710364838.2
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107017704A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 王軍華;代中余;方支劍;蔡昌松
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/50;H01F38/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 彭艷君

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置。

背景技術

目前高壓輸電線路上監測設備普遍通過太陽能或風能進行能量供應，由于風光的隨機性，導致供能不穩定，影響監測設備性能。近年來隨著無線電能傳輸技術的發展，有學者將無線電能傳輸技術引入給高壓監測設備供電，從線路通過感應取電，然后在絕緣子兩端安裝線圈進行能量的傳遞，這種方式雖然能夠提供持續穩定的電能，但傳輸的距離和功率很難達到要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以延長無線電能傳輸的距離，增大無線電能傳輸的功率，為高壓線路上的設備提供穩定電能的無線電能傳輸裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置，包括高壓感應取電模塊、原端電能變換模塊、電源線圈，線圈嵌入式絕緣子串，負載線圈、副端電能變換模塊、高壓線路用電設備；高壓感應取電模塊依次連接原端電能變換模塊和電源線圈，負載線圈依次連接副端電能變換模塊和高壓線路用電設備；電源線圈通過線圈嵌入式絕緣子串與副端電能變換模塊無線連接。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，線圈嵌入式絕緣子串包括多個線圈嵌入式絕緣子依次連接或線圈嵌入式絕緣子與絕緣子交替連接。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，每個線圈嵌入式絕緣子包括絕緣子本體和嵌入式線圈模塊，嵌入式線圈模塊與絕緣子本體之間絕緣；每個嵌入式線圈模塊的共振頻率相同。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，嵌入式線圈模塊包括無線電能傳輸線圈和匹配電容。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，無線電能傳輸線圈的中心軸與絕緣子本體中心軸重合；無線電能傳輸線圈為螺旋形或渦狀結構。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，絕緣子本體采用陶瓷絕緣子或復合絕緣子。

上述的無線電能傳輸裝置從高壓輸電線路上獲取電能，通過線圈嵌入式絕緣子采用無線的方式傳遞給高壓線路用電設備，為高壓線路用電設備提供電能。

通過高壓感應取電模塊獲取的電能經過原端電能變換模塊變換后供給電源線圈，電源線圈將電能轉換成磁場能量，通過線圈嵌入式絕緣子串內的線圈傳遞給負載線圈；負載線圈將接收到的磁場能量轉換成電能供給副端電能變換模塊，副端電能變換模塊將接收到的電能按照要求進行變換，供給高壓線路用電設備。

本發明的有益效果是：利用線圈嵌入式絕緣子為中繼進行無線電能傳輸，為高壓線路設備提供穩定的電能，一方面增大了電能傳輸能力，另一方面延長能量傳輸距離，并且對高壓線路幾乎無影響。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置的結構示意圖；

圖2（a）為本發明一個實施例線圈嵌入式絕緣子串結構示意圖；

圖2（b）為本發明一個實施例另一種線圈嵌入式絕緣子串結構示意圖；

圖3為本發明一個實施例線圈嵌入式絕緣子結構示意圖；

圖4為本發明一個實施例螺旋形無線電能傳輸線圈結構示意圖；

圖5為本發明一個實施例渦狀無線電能傳輸線圈結構示意圖；

其中，1-高壓感應取電模塊，2-原端電能變換模塊，3-電源線圈，4-線圈嵌入式絕緣子串，5-負載線圈，6-副端電能變換模塊，7-高壓線路用電設備，41-線圈嵌入式絕緣子，411-絕緣子本體，412-嵌入式線圈模塊，413-無線電能傳輸線圈，414-匹配電容。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式進行詳細描述。

所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。