申请/专利权人：广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院

申请日：2018-07-27

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN108683263B

主分类号：H02J50/05

分类号：H02J50/05

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2018.11.13#实质审查的生效;2018.10.19#公开

摘要：本发明公开了一种电能采集装置，包括：感应电极、能量转换器和调节电路；所述感应电极位于输电线路的预置距离处；所述能量转换器第一端连接所述感应电极，第二端接地；所述能量转换器用于将所述感应电极和所述输电线路产生的电场能转换为电能；所述能量转换器通过所述调节电路和在线监测设备连接。解决了现有无为在线监测设备提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。

主权项：1.一种电能采集装置，其特征在于，包括：感应电极、能量转换器、调节电路、过电压保护模块和电感元件；所述感应电极位于输电线路的预置距离处，所述感应电极与所述输电线路之间形成寄生电容，以采集电场能；所述预置距离根据输电线路的场源等级进行设置，110kV输电线路的预置距离为1.5m，220kV输电线路的预置距离为3m，500kV输电线路的预置距离为5m；所述能量转换器第一端连接所述感应电极，第二端接地；所述能量转换器与所述寄生电容发生谐振状态，使得所述能量转换器将所述感应电极和所述输电线路产生的电场能转换为电能；所述能量转换器通过所述调节电路和在线监测设备连接，所述调节电路用于调节所述电能的大小，调节电路将电能转换为适用于在线监测设备的电能后输入至在线监测设备；所述感应电极的结构为条状结构、柱状结构、球状结构、椭球状结构中的一种或多种的组合，或，包含条状结构、柱状机构、球状结构或椭球状结构的不规则结构；当所述输电线路的电场方向固定时，所述感应电极的结构为条状结构或柱状结构或所述条状结构和所述柱状结构的组合；当所述输电线路的电场方向不固定时，所述感应电极结构为球状结构或椭球状结构或所述球状结构和所述椭球状结构的组合；所述感应电极外表面涂覆有厚度0.1mm的硅橡胶或安装有绝缘子，使得所述感应电极和所述输电线路的杆塔绝缘；所述能量转换器具有输入绕组；所述过电压保护模块和所述输入绕组连接；所述能量转换器具有输出绕组；所述输出绕组和所述调节电路连接；所述电感元件和所述输出绕组连接，以提高补偿度，使得能量转换器可与寄生电容容易达到谐振状态。

全文数据：一种电能采集装置技术领域[0001]本发明涉及电能采集技术领域，尤其涉及一种电能采集装置。背景技术[0002]高压架空输电线路是电力系统的动脉，为保证其安全运行，需要对其进行在线监测，从而及时反映运行状况。如何为在线监测设备提供安全可靠的电源是保证有效监测的核心问题。目前输电线路在线监测设备的电源多是太阳能供电，但是这种供电方式易受天气等因素影响，在极端气象条件如长期阴雨下，其存储电能耗尽后将无法得到及时补充。同时因太阳能板较大输出功率变化，在使用时需配合蓄电池为设备供电，蓄电池寿命受到充放电次数限制，需要定期更换，维护成本高。因此，如何为在线监测设备提供稳定、可靠且高性价比的电源，已经成为制约输电线路在线监测技术发展的瓶颈之一。发明内容[0003]本发明提供了一种电能采集装置，用于为现有输电线路的在线监测设备提供电能，解决了现有无为在线监测设备提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。[0004]有鉴于此，本发明提供了一种电能采集装置，包括:感应电极、能量转换器和调节电路；[0005]所述感应电极位于输电线路的预置距离处；[0006]所述能量转换器第一端连接所述感应电极，第二端接地；[0007]所述能量转换器用于将所述感应电极和所述输电线路产生的电场能转换为电能；[0008]所述能量转换器通过所述调节电路和在线监测设备连接。[0009]优选地，所述能量转换器具有输出绕组；[0010]所述输出绕组和所述调节电路连接。[0011]优选地，所述感应电极的结构为条状结构、柱状结构、球状结构、椭球状结构中的一种或多种的组合。[0012]优选地，所述感应电极外表面涂覆有绝缘材料。[0013]优选地，所述绝缘材料为硅橡胶。[0014]优选地，所述硅橡胶厚度D为:D0.1mm。[0015]优选地，所述感应电极上安装有绝缘子。[0016]优选地，还包括:过电压保护模块；[0017]所述能量转换器具有输入绕组；[0018]所述过电压保护模块和所述输入绕组连接。[0019]优选地，还包括:电感元件；[0020]所述电感元件和所述输出绕组连接。[0021]从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：[0022]本发明提供了一种电能采集装置，包括:感应电极、能量转换器和调节电路;感应电极位于输电线路的预置距离处;能量转换器第一端连接感应电极，第二端接地;能量转换器用于将感应电极和输电线路产生的电场能转换为电能;能量转换器通过调节电路和在线监测设备连接。本发明通过在输电线路的预置距离处设置感应电极，感应电极和输电线路之间形成寄生电容，采集空间电场能，能量转换器将电场能转换为电能，经调节电路将电能转换为适用于在线检测设备的电能后，将电能输入至在线监测设备，解决了现有无为在线监测设备提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。附图说明[0023]图1为本发明实施例中提供的一种电能采集装置的结构示意图；[0024]其中，附图标记如下：[0025]1、输电线路;2、寄生电容;3、感应电极;4、能量转换器;5、调节电路;7、在线监测设备;8、电感元件;6、过电压保护模块。具体实施方式[0026]本发明实施例提供了一种电能采集装置，用于为现有输电线路的在线监测设备提供电能，解决了现有无为在线监测设备提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。[0027]为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0028]请参阅图1，本发明实施例中提供的一种电能采集装置的一个实施例，包括:感应电极3、能量转换器4和调节电路5,感应电极3位于输电线路1的预置距离处，能量转换器4第一端连接感应电极3,第二端接地，能量转换器4用于将感应电极3和输电线路1产生的电场能转换为电能，能量转换器4通过调节电路5和在线监测设备7连接。[0029]需要说明的是，感应电极3和输电线路1之间形成寄生电容2,且能量转换器4具有极高的励磁阻抗值，能量转换器4可与寄生电容2发生谐振或者接近谐振状态，使得能量转化器能够采集到能量。[0030]预置距离可以根据输电线路1的场源等级进行设置，通常，llOkV输电线路1的预置距离为1.5m，220kV输电线路1的预置距离为3m，500kV输电线路1的预置距离为5m。可以理解的是，上述距离并未绝对不可以更改，在保证输电线路安全的前提下，可以适当缩小上述距离。[0031]可以理解的是，调节电路5调节电能大小可以有多种实现结构，在此不做具体限定。[0032]本实施例中，通过在输电线路1的预置距离处设置感应电极3,感应电极3和输电线路1之间形成寄生电容2,采集空间电场能，能量转换器4将电场能转换为电能，经调节电路5将电能转换为适用于在线检测设备7的电能后，将电能输入至在线监测设备7,解决了现有无为在线监测设备7提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。[0033]以上为本发明实施例提供的一种电能采集装置的第一实施例，以下为本发明实施例提供的一种电能米集装置的第二实施例，具体请参阅图1。[0034]一种电能采集装置，包括:感应电极3、能量转换器4和调节电路5,感应电极3位于输电线路1的预置距尚处，能量转换器4第一端连接感应电极3,第二端接地，能量转换器4用于将感应电极3和输电线路1产生的电场能转换为电能，能量转换器4通过调节电路5和在线监测设备7连接。_5]进一步地，能量转换器4具有输出绕组，输出绕组和调节电路5连接。[0036]进一步地，感应电极3的结构为条状结构、柱状结构、球状结构、椭球状结构中的一种或多种的组合。本实施例中，当输电线路1的电场方向基本固定时，设置感应电极3的结构为条状结构或柱状结构，或者是条状结构和柱状结构二者的组合。可以理解的是，条状结构或者柱状结构可以是实心结构，也可以是空心结构。当输电线路丨的电场方向不固定时，设置感应电极3的结构为球状或椭球状结构，或者是球状和椭球状结构二者的组合。可以理解的是，球状或椭球状结构可以是实心结构，也可以是空心结构。可以理解的是，上述的组合形式并不限于以上的描述，还可以是条状结构或球状结构的组合，具体的结构可以根据需要进行选择。上述中仅仅描述感应电极3为规则结构，可以理解的是，感应电极3也可以为包含条状结构、柱状机构、球状结构或椭球状结构的不规则结构，如类似骨架的结构等。[0037]需要说明的是，感应电极3的与输电线路1的感应面可以是平面，也可以是曲面或其他的形式，此处不做具体限定。感应电极3的数量可以根据实际需要进行设置，例如，一个或多个，此处不做具体限定。[0038]进一步地，为了保证感应电极3和输电线路的杆塔绝缘，可以在感应电极3外表面涂覆有绝缘材料。本实施例中，感应电极3外表面涂覆有厚度〇.lmm的硅橡胶。可以理解的是，也可以通过在感应电极3上安装绝缘子的方式达到上述绝缘效果。[0039]进一步地，为了保护整个采集装置以及在线监测设备7的安全性，还包括:过电压保护模块6，能量转换器4具有输入绕组，过电压保护模块6和输入绕组连接。[0040]进一步地，为了提高补偿度，使得能量转换器4可与寄生电容2容易达到谐振状态，还可包括:电感元件8,电感元件8和输出绕组连接。可以理解的是，输出绕组的数量可以为0〜99,或者根据需要，设置为其他的数量，此处不做具体限定。[0041]本实施例中，通过在输电线路1的预置距离处设置感应电极3,感应电极3和输电线路1之间形成寄生电容2,采集空间电场能，能量转换器4将电场能转换为电能，经调节电路5将电能转换为适用于在线检测设备7的电能后，将电能输入至在线监测设备7,解决了现有无为在线监测设备7提供稳定、可靠且高性价比电源的技术问题。[0042]以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种电能采集装置，其特征在于，包括:感应电极、能量转换器和调节电路；所述感应电极位于输电线路的预置距离处；所述能量转换器第一端连接所述感应电极，第二端接地；所述能量转换器用于将所述感应电极和所述输电线路产生的电场能转换为电能；所述能量转换器通过所述调节电路和在线监测设备连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述能量转换器具有输出绕组；所述输出绕组和所述调节电路连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感应电极的结构为条状结构、柱状么吉构、球状结构、椭球状结构中的一种或多种的组合。0.1mm。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感应电极上安装有绝缘子。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:过电压保护模块；所述能量转换器具有输入绕组；所述过电压保护模块和所述输入绕组连接。9.根据权利要求2至8中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括:电感元件；所述电感元件和所述输出绕组连接。

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