[发明专利]一种基于压电材料的输电线路取能装置及其取能方法

说明书

本发明公开了一种基于压电材料的输电线路取能装置，包括缸体和包裹在缸体外的屏蔽罩，缸体的上方相连有碗头挂板，缸体的下方设置有悬臂梁基体。解决了现有导线在振动过程中存在的能量浪费问题和装置供电电源单一问题。本发明还公开了利用基于压电材料的输电线路取能装置的取能方法，首先，通过压电陶瓷通过感应与其接触的导线振动，产生电能，然后利用电能处理模块对电能进行整流、滤波和稳压，并且利用充放电保护模块监测充电电流是否满足要求，从而控制锂电池充放电，监测充电电流是否满足要求。

技术领域

本发明属于输变电设备状态监测领域，涉及一种基于压电材料的输电线路取能装置。本发明还涉及利用该取能装置的取能方法。

背景技术

架空输电导线在野外风的激励作用下极易发生微风振动，据不完全统计，导线在一年中发生微风振动的时间约占全年时间的30％～50％，在开阔地带和风速均匀稳定的情况下，振动有时能够持续数天。在实际现场中，导线振动产生的大量机械能通过导线振动的形式直接被消耗掉，没有进行有效地利用，造成能量的白白浪费。

同时，为实时掌握线路的运行状况，输电线路上安装了各类监测装置，这些监测装置需要电能供给支持才能正常工作，而安装位置特殊增加了装置供电电源更换维护的难度，使得装置供电电源形式单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压电材料的输电线路取能装置，解决了现有导线在振动过程中存在的能量浪费问题和装置供电电源单一问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于压电材料的输电线路取能装置，其特征在于，包括缸体和包裹在缸体外的屏蔽罩，缸体的上方相连有碗头挂板，缸体的下方设置有悬臂梁基体。

本发明的特点还在于，

悬臂梁基体的下方设置有扣环，悬臂梁基体上设置有压电陶瓷件。

压电陶瓷件黏贴在悬臂梁基体的上下表面。

缸体的外侧设置有供电接口，供电接口位于充放电保护模块的外部。

缸体分为3个部分，从上至下依次是锂电池、充放电保护模块和电能处理模块。

充放电保护模块，包括过充保护电路和过放保护电路，两个电路过充保护电路和过放保护电路分别与锂电池通过电源线连接。

过充保护电路通过电源线和电能处理装置连接，电能处理装置通过电源线与压电陶瓷件连接。

碗头挂板与输电线路中的绝缘子串连接，在连接时，将碗头挂板挂在绝缘子串的下方，悬臂梁基体通过下端的扣环与导线连接在一起，且两者之间紧密接触，缸体下端设置有固定环，在固定环插入螺栓后与悬垂线夹连接。

本发明的另一目的是提供利用该输电线路取能装置的取能方法。

本发明的另一技术方案是，一种利用基于压电材料的输电线路取能装置的取能方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，压电陶瓷通过感应与其接触的导线振动，产生电能，

步骤2，利用电能处理模块对电能进行整流、滤波和稳压，具体为：

将步骤1中压电陶瓷产生的电能经电极引出通过电源线进入电能处理模块，电能处理模块利用硬件电路对流进的电能进行整流、滤波和稳压，使充电电能成为稳定的直流电；

步骤3，利用充放电保护模块监测充电电流是否满足要求，从而控制锂电池充放电，具体方法为：充放电保护模块实时对整流、滤波和稳压后的充电电能进行采集分析，当电流超过设定的上下限时，充放电保护模块中的过充保护电路就会工作，停止对锂电池进行充电，当充电电流恢复到正常设定区间时，充电继续进行；