[发明专利]一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统

说明书

本发明涉及电力传输技术领域，提供了一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统，包括前端采能装置、过流过压电路保护单元、稳压滤波电路单元和蓄能电池单元，所述前端采能装置设置在输电线路周围，所述前端采能装置包括多个平板电容器和多个桥式整流器，所述平板电容器的输出端分别连接一个桥式整流器后并联连接在所述过流过压电路保护单元的输入端，所述过流过压电路保护单元的输出端经所述稳压滤波电路后与所述蓄能电池单元的输入端连接。本发明可以利用并储存高压输电导线所形成的空间电势能量，进而对杆塔上装载的各种在线监测装置进行供电。

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，具体涉及一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统。

背景技术

110KV以上的高压输电线路采用三根三相导线高空间隔悬挂进行配送输电。导线在输送高压交变电流(100A～300A之间，50HZ)时，由三根三相导线的共同作用，促使其空间产生交变电场，这将会导致线路与其空间中的某点或对地存在电势差，距离导线越近的位置，相对于大地的电势能越高。交变电场的分析方式可等同于静电场，区别在于所产生的电流电压均为交变电流电压，方向周期性变化，同时交变的电场也会出现一些场强骤变、谐波干扰的异常情况，所以对于采能单元的设计有一定要求。平板电容式分压取能方式即利用上述产生电势差的原理，转化空间电势能，使平板电容器两极板间产生感应电压，因此在距离导线数米远的杆塔处(安全距离，5米)放置一种平板电容器阵列吸收装置，可最大程度的将该类电势能捕捉并加以转化储存。

此外，为对输电线路的运行状态和周围的环境进行在线监测，电网部门在杆塔上装载有各种在线监测装置。根据现场维保人员介绍，上述传感器装置现阶段一般采用太阳能极板电池和风力发电装置进行供电，但此类供电方式易受天气因素的影响，特别是在阴天或雨雪环境下，根本无法满足装置的电能需求，使监控系统处于缺电无法运行的状态，而这些运行状态数据无法稳定获取和传输，极大的影响了维保人员的工作。同时这类的供能装置安装和更换比较繁琐。对在线监测装置电源供应不足的问题急需一种新技术来改变这类现状。

发明内容

针对现有在线监控装置供电技术不足的问题，本发明提出了一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统，解决了太阳能极板和风力发电供电所不能克服的难题，使得供电系统不再受气候因素影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统，包括前端采能装置、过流过压电路保护单元、稳压滤波电路单元和蓄能电池单元，所述前端采能装置设置在高压输电线路周围，所述前端采能装置包括多个平板电容器和多个桥式整流器，所述平板电容器的输出端分别连接一个桥式整流器后并联连接在所述过流过压电路保护单元的输入端，所述过流过压电路保护单元的输出端经所述稳压滤波电路后与所述蓄能电池单元的输入端连接；

所述平板电容器的上极板和下极板采用铜材料，四周用绝缘材料固化中间的液态电解液，上极板和下级板边缘设置有倒圆角；所述过流过压保护单元包括电流熔断器，压敏电阻R和瞬态电压抑制器TVS；所述稳压滤波电路用于将所述过流过压保护单元输出的宽直流电压转化为24V的输出电压，并对其纹波进行降噪处理，从而对所述蓄能电池单元进行充电。

所述前端采能装置包括90个平板电容器和90个桥式整流器，所述90个平板电容器以18个为一组，形成5个类球状平板电容器阵列，所述5个类球状平板电容器阵列以四周各一个，中心一个的方式均匀排列，每个类球状平板电容器阵列中，包括10个正方形平板电容器和8个正三角形平板电容器，所述10个正方形平板电容器和8个正三角形平板电容器形成空间八面的类球状结构。

所述桥式整流器为单相脉冲性桥式整流器。

所述桥式整流器的输出端设置有抗谐波电容，所述抗谐波电容为68mF/50V的电解电容。

所述稳压滤波电路单元包括DC-DC转换器和LC滤波电路。

所述蓄能电池单元为电池容量60AH、输出电压为DC24V的磷酸铁锂工业电池。