[发明专利]一种输电线路电流取能装置及方法

说明书

本发明公开了一种输电线路电流取能装置，包括磁芯支路、负载支路和控制电路，磁芯支路包括取能磁芯和至少两个电容值不同的匹配电容，取能磁芯为开气隙磁芯，取能磁芯套设在输电线缆上，取能磁芯上绕设有二次绕组；控制电路包括测量控制模块和第一转换开关，测量控制模块用于根据输电线缆上的电流值来控制第一转换开关切换，使对应的匹配电容与取能磁芯并联；负载支路包括变压器和整流电路，变压器初级线圈的两端通过夹具与输电线路连接，次级线圈的两端通过整流电路为在线监测设备供电。还公开了基于上述装置的一种输电线路电流取能方法。本发明能够在输电线路电流值较大变化范围的情况下稳定取能，为输电线路上在线监测设备稳定供电。

技术领域

本发明属于电力设备领域，尤其涉及一种输电线路电流取能装置及方法。

背景技术

目前，越来越多的在线监测设备被应用到输电线路上，用以实时在线监测线路状态信息，保障线路运行安全。在线监测设备需要稳定的供电电源，然而现在各类供电电源均存在较大问题，如直接配备电池为设备供电则需要时常更换电池，那就需要大量的操作人员进行大量的高空作业，不具备可行性；或者使用太阳能供电的方式，但该方式受天气影响非常大，也经常断电。目前产生了一种利用电磁感应的原理取能供电的方式，具体的说就是通过在输电线缆上套设线圈，感应出与输电线缆中电流幅值成一定比例的电流用来供电，该方式的好处在于一次安装后不需要更换，也不受天气的影响。但该方式也存在问题：当输电线缆上的电流值较大时线圈磁芯易饱和，其输出电压会产生幅值很高的尖峰影响用电安全，并且磁芯损耗会增大引起发热，对磁芯本身的使用寿命有较大影响。为解决该问题，现有技术中为取能磁芯开气隙降低磁导率，增大磁芯的饱和电流值，能够有效抑制磁芯饱和，但是又带来另外一个问题，那就是在输电线缆电流较小时磁芯无法感应出在线监控设备所需要的电能，还是会导致在线监测设备的断电无法正常运行。由上可知，由于输电线路上电流值的变化范围较大，导致现有技术中利用电磁感应的原理取能供电的方式为输电线路上的在线监测设备供电较为困难，以至于较多的在线监测设备无法正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路电流取能装置及方法，能够有效解决上述为输电线路上的在线监测设备供电困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种输电线路电流取能装置，用于在线监测设备，包括磁芯支路、负载支路和控制电路，磁芯支路包括取能磁芯和至少两个电容值不同的匹配电容，取能磁芯为开气隙磁芯，取能磁芯套设在输电线缆上，取能磁芯上绕设有二次绕组；控制电路包括测量控制模块和第一转换开关，第一转换开关包括与匹配电容数量相同的第一档位，匹配电容通过第一转换开关上对应的第一档位与二次绕组连接，测量控制模块用于根据实时测量得到的输电线缆上的电流值来控制第一转换开关在不同的第一档位之间切换，使对应的匹配电容与取能磁芯并联；负载支路包括变压器和整流电路，变压器初级线圈的两端均设有夹具，用于与取能磁芯两侧的输电线路连接，变压器次级线圈的两端与整流电路连接，整流电路的输出端与在线监测设备连接。

优选的，匹配电容包括第一电容、第二电容和第三电容。不同电容值所适应的电流变化范围不一样，设置三个不同电容值的电容能够更加精准的匹配取能磁芯，使取能更加稳定，同时考虑到安装空间的大小，安装三个电容较为合适。

优选的，测量控制模块内设有依次增大的第一切换值、第二切换值和第三切换值，当测量控制模块测量到输电线路电流值低于第一切换值时，测量控制模块控制第一转换开关动作使第一电容与取能磁芯并联；当测量控制模块测量到输电线路电流值高于第一切换值并且低于第二切换值时，测量控制模块控制第一转换开关动作使第二电容与取能磁芯并联；当测量控制模块测量到输电线路电流值高于第二切换值并且低于第三切换值时，测量控制模块控制第一转换开关动作使第三电容与取能磁芯并联。这样就可以根据不同的输电线路电流值范围来选择接入适合的匹配电容，使该取能装置能够在更大的电流值变化范围内稳定取能，为在线监测设备稳定供电。

优选的，测量控制模块包括罗氏线圈，罗氏线圈套设在输电线缆上。选用罗氏线圈来测量输电线路的电流值，反应灵敏能够实时测量，同时稳定性高，使用寿命较长。