一种基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源的制作方法

本实用新型涉及多级式无线能量传输和电源领域，具体涉及一种基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源。

背景技术：
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随着社会经济的不断发展，人们的日常工作与生活环境不断优化，对电力系统稳定性的要求也是越来越高，因此越来越多的高压电网电子检测设备用于电力系统中，以实现全网信息的获取、分析、整合和分享，保证电力系统可靠、稳定的运行。目前，针对不同类别的电子设备主要有两种供电方式，其中箍在高压线路上的设备可通过互感原理直接从高压线路上取电，但同样有一些设备不适合箍在高压线路上，而是悬挂于高压线塔上，由于高压线塔与大地连接，这就要求电子设备必须具有极高的绝缘等级，因此这类设备往往会采用太阳能充电和蓄电池技术。

太阳能充电技术容易受到季节和天气情况的影响，同时存在转换效率低、成本高的缺点。

技术实现要素：
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本实用新型为克服上述不足，提供了一种基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源，其利用无线能量传输技术，从高压线路取电给用电设备提供稳定、可靠的电压。

本实用新型的基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括依次连接的工频整流电路、高频逆变电路、发射线圈、接收线圈、高频整流电路、直流斩波电路和电池，所述电池由电池管理模块控制，电池管理模块通过驱动模块基于ZigBee无线通信网与高频逆变电路相连，所述发射线圈和接收线圈等距分布在绝缘子中。

作为本实用新型的进一步改进，所述发射线圈和接收线圈通过中继线圈进行连接，中继线圈也分布在绝缘子内。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘子的两端分别设有电压输入端子和电压输出端子，所述发射线圈靠近电压输入端子设置在绝缘子内，所述接收线圈靠近电压输出端子设置在绝缘子内，所述中继线圈位于发射线圈和接收线圈之间设置在绝缘子内。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压输入端子和电压输出端子分别由连接法兰固定在绝缘子的两端。如此实现将电压输入端子和电压输出端子固定在绝缘子的两端。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘子内及两个连接法兰内均填充有绝缘填充物。如此设置，提高了绝缘子内各处的绝缘性能。

作为本实用新型的进一步改进，所述中继线圈包括第一中继极、第二中继极和第三中继极，第一中继极、第二中继极和第三中继极按顺序由电压输入端子向电压输出端子方向依次设置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所涉及到的电源可以根据互感原理，从高压线路上取电，互感的输出与绝缘子的电压输入端子连接。与现有的在线监测设备电源的提供方式相比，本实用新型具有以下优势：

1、安全性能高，电压输入和电压输出之间采用耦合式谐振无线能量传输，无直接的电气联系，避免了悬挂在高压线塔上用电设备潜在的高压击穿的风险；

2、绝缘性能好，装置的关键结构部分嵌入到绝缘子内部，并用绝缘材料密封，提高了绝缘性能；

3、工作状态稳定，摆脱传统太阳能电池板受季节、天气状况的限制；

4、智能化程度高，有两条智能反馈系统，控制电池工作在恒流充电状态，保证系统电池的工作寿命；

5、使用寿命长，装置随绝缘子悬挂，密封结构稳定，避免外在恶劣环境的侵蚀；

6、传输距离远，耦合式无线能量传输线圈部分设计为多级线圈，能够传输较远的距离。

附图说明：

图1为本实用新型的整体电路连接框图；

图2为本实用新型的电路拓扑图；

图3为绝缘子的结构示意图。

具体实施方式：

以下结合各附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明：

实施例一

本实施例的基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源，包括依次连接的工频整流电路、高频逆变电路、发射线圈4、中继线圈、接收线圈10、高频整流电路、直流斩波电路和电池模块，工频整流电路连接交流电压，电池模块连接供电设备，所述电池模块由电池管理模块控制，电池管理模块通过驱动模块基于ZigBee无线通信网与高频逆变电路相连，所述发射线圈4、中继线圈和接收线圈10等间距分布在绝缘子8中，所述电池管理模块以DSP为主控芯片。

参照图3，所述绝缘子8的两端分别设有电压输入端子1和电压输出端子13，所述发射线圈4靠近电压输入端子1设置在绝缘子8内，所述接收线圈41靠近电压输出端子13设置在绝缘子内，所述中继线圈位于发射线圈4和接收线圈10之间设置在绝缘子8内。所述电压输入端子1由上绝缘子连接法兰2固定在绝缘子8的顶端，所述电压输出端子13由下绝缘子连接法兰11固定在绝缘子8的两端。所述绝缘子8、上绝缘子连接法兰2、下绝缘子连接法兰11内均填充有绝缘填充物6。

所述中继线圈包括第一中继极5、第二中继极7和第三中继极9，第一中继极5、第二中继极7和第三中继极9按顺序由电压输入端子1向电压输出端子13方向依次设置。

所述的工频整流电路经过整流二极管将工频交流电整流；所述高频逆变电路经过Mosfet全控高频逆变电路将由工频整流电路得到的直流逆变，得到频率为ω的高频交流电；所述发射线圈4的圈由螺旋导线线圈和电容串联组成，线圈的电感值L₁和电容值C₁在系统设定的固有频率ω条件下满足ωL₁＝1/ωC₁，发射线圈4发生串联谐振，其阻抗最小；所述中继线圈同样由螺旋导线线圈和电容组成，线圈的电感值L_i和电容值C_i在系统设定的固有频率ω条件下满足ωL_i＝1/ωC_i，其中i＝2、3、4，分别表示第一、第二、第三级中继线圈；所述接收线圈10由螺旋导线线圈和电容组成，线圈的电感值L₅和电容值C₅在系统固有频率ω条件下满足ωL₅＝1/ωC₅，线圈发生谐振；所述高频整流电路由整流二极管组成，其将接收线圈10获得的高频交流电整流得到直流；所述直流斩波电路、电池管理模块和电池模块构成反馈系统，保证电池模块充电时工作在恒流充电状态，并实时监测电池模块工作时的各项参数。

实施例二

与实施例一不同的是，本实施例中的基于无线能量传输技术的高压电网电子设备的电源，包括依次连接的工频整流电路、高频逆变电路、发射线圈4、接收线圈10、高频整流电路、直流斩波电路和电池模块，工频整流电路连接交流电压，电池模块连接供电设备，所述电池模块由电池管理模块控制，电池管理模块通过驱动模块基于ZigBee无线通信网与高频逆变电路相连，所述发射线圈4和接收线圈10分布在绝缘子8中，所述电池管理模块以DSP为主控芯片。

参照图3，所述绝缘子8的两端分别设有电压输入端子1和电压输出端子13，所述发射线圈4靠近电压输入端子1设置在绝缘子8内，所述接收线圈41靠近电压输出端子13设置在绝缘子内。所述电压输入端子1由上绝缘子连接法兰2固定在绝缘子8的顶端，所述电压输出端子13由下绝缘子连接法兰11固定在绝缘子8的两端。所述绝缘子8、上绝缘子连接法兰2、下绝缘子连接法兰11内均填充有绝缘填充物6。