一种非接触式取电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电力技术领域，涉及MEMS电场传感器控制及非接触式取电在输电线路上的应用，具体涉及一种非接触式取电装置。本实用新型专利技术通过利用MEMS电场传感器对输电线路的电场大小进行监测，实现对高频脉冲放电装置的调整，保证其高频脉冲放电装置输入的电荷能进行放电击穿产生高频脉冲电流，之后通过高频变压装置和整流滤波电路将电流整理为低压直流电流，能对输电线路的在线监测装置进行供电，实现非接触式的取电，使在线监测装置无需额外接入电源及更换电池，避免在更换电池时对电力系统的安全可靠性带来影响。

A Non-contact Electricity Collection Device

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式取电装置
本技术涉及电力
，涉及MEMS电场传感器控制及非接触式取电在输电线路上的应用，具体涉及一种非接触式取电装置。
技术介绍
近年来，随着输电线路的进一步增加及输送面积的不断扩大，使得线路输送容量变大，距离远，地形复杂等多方面的问题突显出来。在线监测装置能有效的监测线路实时状态，排查故障点快速上报，减少人工巡视危险，增加安全性，提高效率，成为目前电网公司的主要发展方向。然而，作为传统的电源系统，如蓄电池供电，风能及太阳能所带来的人工更换及天气等不便影响，使得线路监测的安全性大幅降低，对电力系统的安全可靠性带来很大的危害。MEMS电场传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。但目前，这些MEMS电场传感器都是用电池供能，没有应用到非接触式取电领域，存在更换电池带来的安全隐患问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术方法的不足，提供一种利用MEMS电场传感器的非接触式取电装置，能为输电线路的在线监测装置提供充足的电源，使在线监测装置无需额外接入电源及更换电池，避免在更换电池时对电力系统的安全可靠性带来影响。本技术的技术方案是；一种非接触式取电装置，包括电荷接收装置、MEMS电场传感器、高频脉冲放电装置、高频变压装置、整流滤波电路；所述电荷接收装置收集输电线路电场引起的电荷，同时所述MEMS电场传感器对所述电荷接收装置收集的电荷进行检测并输出电信号，所述高频脉冲放电装置接收所述MEMS电场传感器输出的电信号，所述电荷接收装置将收集的电荷输送到所述高频脉冲放电装置进行脉冲击穿放电产生脉冲电流，脉冲电流进行多次击穿放电在所述高频脉冲放电装置内形成高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置将高频脉冲电流输送到所述高频变压装置进行降压为低压电流，所述高频变压装置将低压电流输送到所述整流滤波电路，所述整流滤波电路将低压电流中的交流分量进行过滤，最后所述整流滤波电路输出低压直流电流为负载进行供电。进一步，电荷接收装置为空心铜质圆球，利用空心铜质圆球作为导电体，布置在离高压输电线近端，电场的电荷通过空心铜质圆球导入到高频脉冲放电装置中。进一步，高频脉冲放电装置为整个取电装置提供高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置设有尖铜柱和圆形铜柱，当从所述电荷接收装置收集的电荷达到足以击穿尖板电极的电量时，从尖铜柱聚集的电荷对圆形铜柱进行放电，达到一次击穿作用，泄放电流后进行储能开始第二次放电，以此往复，达到高频脉冲电源的作用。进一步，高频脉冲放电装置设有机械控制系统，所述机械控制系统为控制调节尖铜柱与圆形铜柱之间的距离；当所述MEMS电场传感器对电荷进行测量时，电场强，通光度强，所述MEMS电场传感器传输给所述机械控制系统的电信号强，尖铜柱与圆形铜柱的距离变大，使得所得的高频脉冲电流变小；反之，当电场弱，通光度弱时，所述MEMS电场传感器传输给所述机械控制系统的电信号弱，尖铜柱与圆形铜柱的距离变小，使得所得的高频脉冲电流变大；通过机械控制系统的调节，使高频脉冲电流达到符合击穿电流范围的作用，机械控制系统通过电信号的强弱调节两电极之间的间隙，达到击穿导通的作用。进一步，机械控制系统采用微型直流电机，根据接收所述MEMS电场传感器输出的电信号的强弱进行正转和反转，并利用丝杆滑块机构实现对尖铜柱与圆形铜柱之间的距离进行调节。通过微型直流电机驱动丝杆滑块机构实现尖铜柱与圆形铜柱之间的距离调节；在电场强时，MEMS电场传感器输出的电信号强，为一高电平电信号，电机正转，使尖铜柱与圆形铜柱之间的距离变大；在电场弱时，MEMS电场传感器输出的电信号弱，为一低电平电信号，电机反转，使尖铜柱与圆形铜柱之间的距离变小。进一步，高频变压装置为可接收高频脉冲电流的行输出变压器，将高频脉冲电流降压为低压电流。脉冲电流带有直流和交流分量以及杂波，从行输出变压器的高压包行管C极引入脉冲电流，通过加速极电压调整电位器，引出带有杂波的低压电流，带有杂波的低压电流通过整流滤波电路，最后输出低压直流电流为负载进行供电。进一步，整流滤波电路设有过电压保护电路，为保护负载不受瞬时高电压大电流影响导致损坏，当雷击或气候变化使得电压骤变，取电装置受到高能量冲击时，过电压保护电路设有TVS背对背抑制器D1及D2可瞬时以极高的速度反向导通，吸收能量并泄放入大地，达到保护负载及变压器的作用。进一步，负载包括输电线路在线监测装置内置锂电池的电池元件。本技术的有益效果是；本技术通过利用MEMS电场传感器对输电线路的电场大小进行监测，实现对高频脉冲放电装置的调整，保证其高频脉冲放电装置输入的电荷能进行放电击穿产生高频脉冲电流，之后通过高频变压装置和整流滤波电路将电流整理为低压直流电流，能对输电线路的在线监测装置进行供电，实现非接触式的取电，使在线监测装置无需额外接入电源及更换电池，避免在更换电池时对电力系统的安全可靠性带来影响。附图说明图1是本技术的流程示意图。图2是MEMS电场传感器的工作原理图。图3是高频脉冲放电装置的放电击穿原理图。图4是过电压保护电路的示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。实施例1：如图1所示，一种非接触式取电装置，包括电荷接收装置、MEMS电场传感器、高频脉冲放电装置、高频变压装置、整流滤波电路；所述电荷接收装置收集输电线路电场引起的电荷，同时所述MEMS电场传感器对所述电荷接收装置收集的电荷进行检测并输出电信号，所述电荷接收装置将收集的电荷输送到所述高频脉冲放电装置进行脉冲击穿放电产生脉冲电流，所述高频脉冲放电装置根据所述MEMS电场传感器输出的电信号的大小对脉冲击穿过程进行调控，使脉冲电流达到符合击穿电流范围，脉冲电流进行多次击穿放电在所述高频脉冲放电装置内形成高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置将高频脉冲电流输送到所述高频变压装置进行降压为低压电流，所述高频变压装置将低压电流输送到所述整流滤波电路，所述整流滤波电路将低压电流中的交流分量进行过滤，最后所述整流滤波电路输出低压直流电流为负载进行供电。如图2所示，MEMS电压传感器通过连接电荷接收装置，使得MEMS电压传感器表面两侧分别带有异种电荷，MEMS电压传感器中两Si块在电荷作用下也开始带电，使得导电质量块近侧带异种电荷，由于弹簧元件连接，且有真空区域，使得弹簧牵拉质量块产生微量移动（内壁光滑无摩擦，可滑动），质量块移动，使得高强度感光折射层折射的光线穿过质量块间隙，射入发光二极管，二极管得到光信号转化成电信号传入下一阶段，电场越强，通光度越好。在本实施例中，输电线路导线电压代表电场源，电荷接收装置代表被感应介质，根据工频电场感应原理，当电荷接收装置距离电场源较近时，电荷接收装置的感应源外表面会产生相同极性的电荷，根据静电守恒定律，电荷接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式取电装置，其特征在于，包括电荷接收装置、MEMS电场传感器、高频脉冲放电装置、高频变压装置、整流滤波电路；所述电荷接收装置收集输电线路电场引起的电荷，同时所述MEMS电场传感器对所述电荷接收装置收集的电荷进行检测并输出电信号，所述高频脉冲放电装置接收所述MEMS电场传感器输出的电信号，所述电荷接收装置将收集的电荷输送到所述高频脉冲放电装置进行脉冲击穿放电产生脉冲电流，脉冲电流进行多次击穿放电在所述高频脉冲放电装置内形成高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置将高频脉冲电流输送到所述高频变压装置进行降压为低压电流，所述高频变压装置将低压电流输送到所述整流滤波电路，所述整流滤波电路将低压电流中的交流分量进行过滤，最后所述整流滤波电路输出低压直流电流为负载进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式取电装置，其特征在于，包括电荷接收装置、MEMS电场传感器、高频脉冲放电装置、高频变压装置、整流滤波电路；所述电荷接收装置收集输电线路电场引起的电荷，同时所述MEMS电场传感器对所述电荷接收装置收集的电荷进行检测并输出电信号，所述高频脉冲放电装置接收所述MEMS电场传感器输出的电信号，所述电荷接收装置将收集的电荷输送到所述高频脉冲放电装置进行脉冲击穿放电产生脉冲电流，脉冲电流进行多次击穿放电在所述高频脉冲放电装置内形成高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置将高频脉冲电流输送到所述高频变压装置进行降压为低压电流，所述高频变压装置将低压电流输送到所述整流滤波电路，所述整流滤波电路将低压电流中的交流分量进行过滤，最后所述整流滤波电路输出低压直流电流为负载进行供电。2.根据权利要求1所述的一种非接触式取电装置，其特征在于，所述电荷接收装置为空心铜质圆球。3.根据权利要求1所述的一种非接触式取电装置，其特征在于，所述高频脉冲放电装置为整个取电装置提供高频脉冲电源，所述高频脉冲放电装置设有尖铜柱和圆形铜柱，当从所述电荷接收装置收集的电荷达到足以击穿尖板电极的电量时，从尖铜柱聚集的电荷对圆形铜柱进行放电，达到一次击穿作用，泄放电流后进行储能开始第二次放电，以此往复，达到高频脉冲电源的作用。4.根据权利要求3所述的一种非接触式取电装置，其特征在于，所述高频脉冲放电装置设有机械控制系统，所述机械控制系统为控制调节尖铜柱与圆形铜柱之...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玺，陈剑平，王基琛，崔晓彤，
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江门供电局，
类型：新型
国别省市：广东,44