[发明专利]一种基于电磁振动能量收集器的输电线路舞动在线监测系统

说明书

本发明涉及一种基于电磁振动能量收集器的输电线路舞动在线监测系统，属于智能电网技术领域。该能量收集器包括：定子、转子、滚动轴承、绝缘层和外壳；定子包括定子磁轭、定子磁齿、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈；转子包括转子磁轭、转子磁齿和转子永磁体；滚动轴承内表面与绝缘层、外壳固定，其外表面和转子固定；利用本发明提出的电磁振动能量收集器，利用电磁感应原理，能够实现面向输电线路舞动状态下机电能量的高效转换，以实现在线监测装置的自供电运行。

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，涉及一种基于电磁振动能量收集器的输电线路舞动在线监测系统。

背景技术

电力输电线路长期裸露在自然条件下，不仅要面对沉陷、滑坡、污秽、强风及雷击等自然侵害，还要承担着覆冰载荷和风载荷等因素引起的线路舞动问题。输电线路舞动常导致线路上各种器件及设备的折损，严重时容易引起输电线路相间闪络，造成线路跳闸停电或引起导线断股、杆塔倒塌等事故，严重威胁电力输电网络的稳定运行，造成重大的经济损失。因此，为减少输电线路舞动事故的发生，提高电力系统安全稳定运行，需深入开展输电线路舞动状态监测技术的研究。

目前关于输电线路舞动在线监测技术主要包括：图像采集监测、分布式传感监测、光纤传感监测等。公开号为CN205862496U的专利中，公开了一种输电线路舞动智能视频在线监测系统，该系统采用智能视频进行输电线路舞动在线监测。公开授权号为CN101571413的专利中，公开了一种基于加速度传感器的输电线路舞动在线监测系统，该监测系统实时采集输电线路各监测点处三个方向的位移加速度值，准确得到各监测点的相对位移，拟合出输电线路每一时刻的运动轨迹，实现了对输电线路舞动的在线监测。公开号为CN202230101U的专利中，公开了一种基于光纤光栅的输电线路舞动监测传感装置，该装置利用光纤光栅应力敏感元件实现对线路舞动的在线监测，具有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、灵敏度较高、体积小、重量轻等优点，适合在复杂环境下的输电线路舞动的监测使用。

然而，驱动上述在线监测方法中传感节点的能源供应成为了制约其在输电线路舞动在线监测领域中发展的瓶颈之一。考虑到传统电池技术寿命有限、高维护成本和环境问题，实现对在线监测装置的自驱动供电是一种有效地解决方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于电磁振动能量收集器的输电线路舞动在线监测系统，针对输电线路舞动状态在线监测过程中传感节点无法得到长期稳定供电的问题，提出利用电磁振动能量收集技术实现面向输电线路舞动状态下机电能量的高效转换，以实现在线监测装置的自供电运行。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电磁振动能量收集器，包括：定子、转子、滚动轴承4和外壳2；定子包括定子磁轭8、定子磁齿7、铁芯10、缠绕在铁芯上的线圈11；转子包括转子磁轭5、转子磁齿6和转子永磁体9；

滚动轴承4内表面与外壳2固定，其外表面和转子固定。转子磁轭5内设有圆孔，嵌入滚动轴承4；转子磁轭5外表面直径与转子磁齿6内表面直径相等；滚动轴承5两端对称设置两组定子磁轭8和转子磁轭5；两个定子磁轭8之间在通过铁芯10连接，铁芯10两端固定在对称的定子磁齿7上；两个转子磁轭5之间通过转子永磁体9连接，转子永磁体9两端固定在对称的转子磁齿6上。

进一步，滚动轴承4内表面设有绝缘层3，绝缘层3紧贴固定导线。

进一步，外壳采用不导磁的材料。

进一步，定子/转子磁轭、定子/转子磁齿采用硅钢材料，转子永磁体9采用具有磁能积、矫顽力和剩磁比的稀土材料。

进一步，本发明提供还一种基于电磁振动能量收集器的输电线路舞动在线监测系统，包括：电磁振动能量收集器、输电线路、分布式传感器和无线传感模块；