一种用于高压线路监测设置的无线供能系统

1.本发明涉及高压线路监测技术领域，尤其涉及一种用于高压线路监测设置的无线供能系统。


背景技术：

2.高压输电线路监测设备是智能电网建设输电环节的重要组成部分。目前监测设备主要采用太阳能、风能等供电方式，雨、雪季等日照不足等环境因素常导致的供电不稳定，采用无线电能传输的方式，有效解决了高压杆塔、配电设备、电缆监测设备的供电问题，大大提高监测设备的稳定性与安全性，对智能电网建设具有重要的意义，其免维护、无接触电火花、稳定、高效的特点还将给电力传输与用电技术带来巨大的变革。为科学规范地给智能电网高压线路状态监测提供稳定、安全的无线供电系统，确保高压线路无线供电系统技术标准的统一，装置有效、稳定可靠、先进适用，特制定本标准。
3.目前，一般由高压感应取电装置、高频电能发射装置、高频电能接收装置和在线监测终端组成。其中高压感应取电装置包括用于高压线路上取电的感应线圈和用于输出电能的控制模块；高频电能发射装置包括 发射端控制模块、发射端储能模块和发射端线圈3个部分；高频电能接收装置由接收端线圈、接收端储能模块、接收端整流与检测模块、蓄电池模块组成，因此，亟需设计一种用于高压线路监测设置的无线供能系统来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于高压线路监测设置的无线供能系统，包括高压线塔，且高压线塔的顶部两侧设置有高压母线，高压线塔的顶部中间位置固定连接有支撑板，支撑板的顶部固定连接有高压线路监测终端，所述高压线塔的底部一侧固定连接有支撑座，且支撑座的顶部固定连接有无线功能箱，无线功能箱的内部固定连接有高压感应取电装置、高压电能发射装置和高压电能接收装置。
6.优选地：所述高压母线的一侧与高压感应取电装置之间通过降压变压器连接，高压感应取电装置包括用于高压线路上的取电用感应线圈和用于输出电能的控制模块，高压感应取电装置与高压电能发射装置之间通过输出电能控制模块连接，高压高压取电装置是一种利用电磁感应原理，从高压母线获取电能，并提供稳定电压输出的电源装置。
7.优选地：所述高压电能发射装置由发射端控制模块、发射端储能模块和发射端线圈组成，高压电能发射装置与高压电能接收装置之间设置有用于将能量发射出去的交流电磁场，高压电能发射装置指由高压感应取电装置驱动后，以交变电磁场的形式将能量发射出去的装置。
8.优选地：所述高压电能接收装置包括用于形成交流电磁场的接收端线圈、用于接
收电能的接收端储能模块和蓄电池模块、使得高频电能发射装置与高频电能接收装置以及整个系统都具有相同谐振频率的接收端整流与检测模块，高压电能接收装置是指用于接收高频电能发射装置通过高频交变电磁场耦合传递出的电能量的装置。
9.优选地：所述高压线路监测终端包括高压线路监测设备，且高压线路监测设备与高压电能接收装置之间电性连接。
10.优选地：所述无线功能箱的一侧设置有检修门体，且检修门体的一侧开有等距离分布的通气口，通气口的内壁固定连接有透气网。
11.本发明的有益效果为：1.本发明中，通过高压感应取电设备的电磁感应原理从高压母线上获取电能，利用降压变压器控制电压大小，并为整个无线供能系统提供稳定电压输出的电源装置，驱动高压电能发射装置以交变电磁场的形式将能量发射出去，再通过高压电能接收装置接收高压电能发射装置通过高频交变电磁场耦合传递出的电能量，使得高频电能接收装置内的蓄电池模块进行电能存储，为高压线路监测终端提供电能。
12.2.本发明中，在通过高压电能发射装置和高压电能接收装置的电能传输过程中，可利用接收端整流与检测模块利用共振的原理，设置高频电能发射装置和高频电能接收装置的各参数后，使得高频电能发射装置与高频电能接收装置以及整个系统都具有相同的谐振频率，并在该谐振频率的电源驱动下系统可达到一种“电谐振”状态，实现高频电能发射装置和高频电能接收装置之间高效的能量传递的系统。
13.3.本发明中，通过设置的高频电能发射装置和高频电能接收装置的各个参数，使得高频电能发射装置能将电能通过无线方式发射出去，高频逆变电路具有自我保护功能，当驱动桥臂发生导通现象能及时关断控制信号，还具备电流和发射功率检测功能，并能通过自动调整的方式保持设备最佳工作状态，也具有软件自适应调节频率，使装置工作在最佳状态，并且其选用新型功耗组件，散热性好，功耗低，能在规定电压电流值下正常稳定工作；也使得高频电能接收装置输出电流稳定，并具备一定的保护功能，对于发生短路现象应及时关断保护，还具备电流电压检测功能，能将数据传输给无线通信装置。
附图说明
14.图1为本发明提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统的整体系统结构示意图；图2为本发明提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统的分类系统结构示意图；图3为本发明提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统的线路结构示意图；图4为本发明提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统的整体结构示意图；图5为本发明提出的一种用于高压线路监测设置的无线供能系统的无线供能结构示意图。
15.图中：1高压线塔、2无线供能箱、201高压感应取电装置、202高压电能发射装置、203高压电能接收装置、3检修门体、4通气口、5高压母线、6高压线路监测终端。
具体实施方式
16.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
17.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似供能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
18.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
19.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
20.参照图1
‑
5，一种用于高压线路监测设置的无线供能系统，包括高压线塔1，且高压线塔1的顶部两侧设置有高压母线5，高压线塔1的顶部中间位置通过螺栓连接有支撑板，支撑板的顶部通过螺栓连接有高压线路监测终端，所述高压线塔1的底部一侧通过螺栓连接有支撑座，且支撑座的顶部通过螺栓连接有无线功能箱2，无线功能箱2的内部通过螺栓连接有高压感应取电装置201、高压电能发射装置202和高压电能接收装置203。
21.进一步地，所述高压母线5的一侧与高压感应取电装置201之间通过降压变压器连接，高压感应取电装置201包括用于高压线路上的取电用感应线圈和用于输出电能的控制模块，高压感应取电装置201与高压电能发射装置202之间通过输出电能控制模块连接，高压高压取电装置201是一种利用电磁感应原理，从高压母线5获取电能，并提供稳定电压输出的电源装置，高压感应取电装置201基本技术要求应符合
“ꢀ
q/tk 122
‑
2012高压感应取电装置技术规范”，通过高压感应取电设备201的电磁感应原理从高压母线5上获取电能，利用降压变压器控制电压大小，并为整个无线供能系统提供稳定电压输出的电源装置，驱动高压电能发射装置202以交变电磁场的形式将能量发射出去，再通过高压电能接收装置203接收高压电能发射装置202通过高频交变电磁场耦合传递出的电能量，使得高频电能接收装置202内的蓄电池模块进行电能存储，为高压线路监测终端提供电能。
22.进一步地，所述高压电能发射装置202由发射端控制模块、发射端储能模块和发射端线圈组成，高压电能发射装置202与高压电能接收装置203之间设置有用于将能量发射出去的交流电磁场，高压电能发射装置202指由高压感应取电装置201驱动后，以交变电磁场的形式将能量发射出去的装置，高压电能发射装置202：工作温度为－25℃～+70℃（工业级）或－40℃～+85℃（工业扩展级），输入电压为直流24v，输出频率为0.5mhz
‑
10mhz，输出功率为≥100w，频率调整方式为软件自适应调节。
23.进一步地，所述高压电能接收装置203包括用于形成交流电磁场的接收端线圈、用于接收电能的接收端储能模块和蓄电池模块、使得高频电能发射装置202与高频电能接收装置203以及整个系统都具有相同谐振频率的接收端整流与检测模块，高压电能接收装置203是指用于接收高频电能发射装置202通过高频交变电磁场耦合传递出的电能量的装置，高压电能接收装置203：工作温度为－25℃～+70℃（工业级）或－40℃～+85℃（工业扩展
级），输出电压为直流24v或交流48v，输出电压精度为≤
±
8％，输入频率为0.5mhz
‑
10mhz，输出功率为≥20w，高频电能接收装置203与高频电能发射装置202的距离≥3m，在通过高压电能发射装置202和高压电能接收装置203的电能传输过程中，可利用接收端整流与检测模块利用共振的原理，设置高频电能发射装置202和高频电能接收装置203的各参数后，使得高频电能发射装置202与高频电能接收装置203以及整个系统都具有相同的谐振频率，并在该谐振频率的电源驱动下系统可达到一种“电谐振”状态，实现高频电能发射装置202和高频电能接收装置203之间高效的能量传递的系统。
24.进一步地，所述高压线路监测终端包括高压线路监测设备6，且高压线路监测设备6与高压电能接收装置203之间电性连接，高压线路监测终端的工作温度为－25℃～+70℃（工业级）或－40℃～+85℃（工业扩展级），采集实时监视图像的分辨率不低于320*240，检测电压误差为≤
±
2%。，检测电流误差为≤
±
3％，检测功率误差为≤
±
6％，检测频率误差为≤
±
2％，频率测量范围为0.5mhz
‑
10mhz，串口波特率不低于9600，相对湿度为5％～95％，通过设置的高频电能发射装置202和高频电能接收装置203的各个参数，使得高频电能发射装置202具有自我保护功能，当驱动桥臂发生导通现象能及时关断控制信号，还具备电流和发射功率检测功能，并能通过自动调整的方式保持设备最佳工作状态，也具有软件自适应调节频率，使装置工作在最佳状态，并且其选用新型功耗组件，散热性好，功耗低，能在规定电压电流值下正常稳定工作；也使得高频电能接收装置203输出电流稳定，并具备一定的保护功能，对于发生短路现象应及时关断保护，还具备电流电压检测功能，能将数据传输给无线通信装置。
25.进一步地，所述无线功能箱2的一侧设置有检修门体3，且检修门体3的一侧开有等距离分布的通气口4，通气口4的内壁通过螺栓连接有透气网。
26.工作原理：通过高压感应取电设备201的电磁感应原理从高压母线5上获取电能，利用降压变压器控制电压大小，并为整个无线供能系统提供稳定电压输出的电源装置，驱动高压电能发射装置202以交变电磁场的形式将能量发射出去，再通过高压电能接收装置203接收高压电能发射装置202通过高频交变电磁场耦合传递出的电能量，使得高频电能接收装置202内的蓄电池模块进行电能存储，为高压线路监测终端提供电能，在通过高压电能发射装置202和高压电能接收装置203的电能传输过程中，可利用接收端整流与检测模块利用共振的原理，设置高频电能发射装置202和高频电能接收装置203的各参数后，使得高频电能发射装置202与高频电能接收装置203以及整个系统都具有相同的谐振频率，并在该谐振频率的电源驱动下系统可达到一种“电谐振”状态，实现高频电能发射装置202和高频电能接收装置203之间高效的能量传递的系统，通过设置的高频电能发射装置202和高频电能接收装置203的各个参数，使得高频电能发射装置202能将电能通过无线方式发射出去，高频逆变电路具有自我保护功能，当驱动桥臂发生导通现象能及时关断控制信号，还具备电流和发射功率检测功能，并能通过自动调整的方式保持设备最佳工作状态，也具有软件自适应调节频率，使装置工作在最佳状态，并且其选用新型功耗组件，散热性好，功耗低，能在规定电压电流值下正常稳定工作；也使得高频电能接收装置203输出电流稳定，并具备一定的保护功能，对于发生短路现象应及时关断保护，还具备电流电压检测功能，能将数据传输给无线通信装置。
27.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。