[发明专利]在线监测装置感应微波供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及在线供电系统，特别是涉及一种在线监测装置感应微波供电系统。

背景技术

随着智能电网的不断发展、深入，工作在高压输电线路上的电气设备越来越多，如电力线路各类在线监测装置、线路设备防盗装置、巡线机器人、带电作业机器人等，由于大多的输电线路地处偏远，难以按常规办法解决电源供给问题，因而这些设备的供电一般采用太阳能供电。太阳能供电由于受能量转换率、气候环境及成本等因素限制，无法充分满足设备对供能在全天候方面和长期稳定性方面的要求，不得不加入蓄电池以存储电能。但由于蓄电池本身的寿命与工作温度问题使得设备的维护成本大大增加，导致在各种气象条件下长期可靠稳定工作。目前需要一种可以在适应各种恶劣天气、全天候稳定可靠供电、长期免维护运行、低成本的供电系统。

电力行业架空输电线路设备供电技术主要有太阳能电池板供电、风光互补供电、导线引流取电等几种，经挂网实践证明太阳能电池板供电、风光互补供电等几项技术均是通过在自然能转化电能装置，通过将自然界太阳光能、风能应用太阳能电池板、风力发电机进行回收转化为电能，该种供电技术形式，因受其电能获取原理所限，受到外界环境影响极大，在气象条件不理想的情况下很难发挥作用，而在线监测装置恰恰是在这时最需要发挥作用。超高压感应微波在线供电系统是解决在线监测装置全天候工作的有效措施之一。超高压感应微波在线供电系统通过超高压导线电场回收技术与无线近场电能传输技术，将架空输电线路导线周围的辐射电场回收、传输并转化为在线监测装置可以使用的电能。超高压感应微波在线供电系统由于在取能-换能方式和设计理念上的独到之处，使其具有适应各种恶劣天气、全天候稳定可靠供电、长期免维护运行、低成本等特点，从而克服了太阳能电池板供电、风光互补供电、导线引流取电的不足之处，并回收导线辐射电能，成为解决在线监恻设备供能难题的绝佳选择。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供一种在线监测装置感应微波供电系统，以回收-微波输送结为技术手段，实现导线电场能量回收利用，转化为在线监测装置可用的电能。同时通过采用微波共振原理在空气中有效传输电能，从而提供了回收取电的绝缘间隙解决了导线电场电位差问题。

本发明的技术方案如下：

一种在线监测装置感应微波供电系统，该供电系统包括导线端发射端和铁塔接收换能端，

所述导线端发射端包括：

导线共振耦合线圈组，在输电线路输送电能时，将导线周围向外辐射的电场转化为电磁能量，使得无用的线损电场加以利用；

升压发射震荡器，所述导线共振耦合线圈组获得能量后，将该线圈组中的电磁波能量放大并以共振频率发射；

发射换能控制器，用于实时监视导线共振耦合线圈组工作状态，动态切换送往升压发射震荡器的能量，同时，将实时监测大气的湿度变化，控制升压发射震荡器的共振点与工作方式，最大限度提高换能效率；

蜂窝矩阵天线，用于接收发射换能控制器的信号；

铁塔接收换能端包括：

聚焦接收模块，用于接收导线端发射端传输来的电能，将其转换为高频交流电；

整流稳压模块，从所述聚焦接收模块获得高频交流电能后，将由整流稳压模块的肖特基整流桥进行整流，经过高压电容滤波得到相对稳定的直流电能。

进一步，所述导线共振耦合线圈组包括一组共振频点和导线相符的线圈。

进一步，所述导线共振耦合线圈组的输出端与升压发射震荡器的电源输入端连接，将获得的电能升压调制为高频振荡信号送至蜂窝矩阵天线，进行信号发射。

进一步，所述发射换能控制器通过独立耦合方式将控制信号传送至蜂窝矩阵天线，由蜂窝矩阵天线完成电能与控制信号的传送功能。

工作原理：

本发明将依据电磁波共振能量转换原理最终实现为在线监测设备提供有效、可靠、安全的电能供应。电磁波是电磁场的一种运动形态，电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印庭矢量，E为电场强度，H为磁场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是W／m^2；电磁波同时可理解成为一种物质且具有能量。