[发明专利]一种简易型电场感应取能电源

说明书

本发明公开了一种简易型电场感应取能电源，包括依次级联的取能模块、整流储能模块、放电控制模块和稳压模块；取能模块通过金属感应极板与高压导线间等效电容产生空间位移电流，从空间电场中获取电场能；整流储能模块将获取的空间位移电流整流成为直流电流，为储能电容充电；放电控制模块对储能电容能量的存储与释放进行开关控制，当储能电容两端电压达到放电导通阈值时，能量释放；当储能电压降至放电截止阈值时，仅储能；稳压模块将储能电容放电电压稳压后供给负载。本发明提供的简易型电场感应取能电源，无需经过变压器阻抗变换后为负载供能，具备电源电路简便、易于实现、体积小等优点，为输电线路在线监测装置工作电源提供了一种新途径。

技术领域

本发明涉及电力系统在线监测设备技术领域，具体的说是涉及一种简易型电场感应取能电源。

背景技术

随着泛在电力物联电网的发展，输电线路作为电力系统重要组成部分，利用在线监测装置对其状态参数进行实时感知和监测是基础。现有的输电线路在线监测装置工作电源采用太阳能电池或电磁感应取能电源等，存在受环境因素影响大、体积大及结构复杂等弊端，难以满足现场要求，工作电源已成为制约输电线路在线监测装置发展的技术瓶颈。因此，开展在线监测装置新型电源技术的研究具有实际工程意义。目前，电场感应取能技术凭借其寿命长、供能稳定、受环境因素影响小等优点逐渐成为在线监测装置取能领域研究的热点。国内外主要集中于研究基于变压器阻抗变换特性获取电场能的取能方式，并取得了一定的研究成果和进展，该方式能获取较高能量，但是存在体积较大、变压器负载阻抗变化计算复杂、放电控制电路复杂等问题，一定程度上影响了电场感应取能技术应用范围。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种简易型电场感应取能电源。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供了一种简易型电场感应取能电源，包括依次级联的取能模块、整流储能模块、放电控制模块和稳压模块；

所述取能模块、用于通过金属感应极板P与高压导线间等效电容C_m产生空间位移电流I_ac(即取能电流)，实现从空间电场中获取电场能；

所述整流储能模块、用于将取能模块获取的空间位移电流I_ac整流成为直流电流I_dc，并为储能电容C_s充电；

所述放电控制模块、用于对整流储能模块中储能电容C_s能量的存储与释放进行开关控制；当储能电容C_s两端电压达到放电导通阈值时，释放能量；当储能电容C_s两端电压降至放电截止阈值时，存储能量；

所述稳压模块、用于将放电控制模块控制储能电容C_s能量释放时的放电电压稳压后供给负载，保证电场感应取能电源输出的直流电压在负载电流发生变化时保持稳定。

进一步的，所述取能模块包括所述金属感应极板P，所述金属感应极板P放置于距高压导线下方，所述金属感应极板P与高压导线间等效电容C_m产生空间位移电流I_ac通过整流储能模块整流后流回大地，形成一个完整电路回路。

更进一步的，所述金属感应极板P的形状为弧面型，金属感应极板P的表面积为100cm²～5000cm²，金属感应极板P的厚度为0.5mm～3mm，金属感应极板P的材质为铝、铜或铁。

更进一步的，所述金属感应极板P放置于距高压导线正下方不小于0.7m处。本发明通过改变金属感应极板与输电导线间距离、弧面型金属感应极板面积，使得取能模块获取相应不同的取能电流，从而满足10kV及以上电压等级输电线路监测装置工作电源需求；