一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统技术方案

本发明专利技术涉及感应取电技术，具体涉及一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，包括设置于高压输电线周围的磁场感应线圈，与磁场感应线圈连接的电能处理模块，与电能处理模块连接的储能电池模块，与储能电池模块连接的蓝牙通讯模块；磁场感应线圈，用于接收高压输电线周围磁场并转化为感应电动势；电能处理模块，用于处理磁场感应线圈中产生的感应电动势，输出直流电能；储能电池模块，用于存储直流电能；蓝牙通讯模块，用于检测储能电池模块工作状态，并将数据通过蓝牙发送至上位机。该系统解决了高压输电线路在线监测系统的供电。不受输电线路负荷的影响，取能稳定；结构简单、不受天气环境影响，便于安装与检修。

A new magnetic field energy collection system of coil induction high voltage transmission line

The invention relates to induction power taking technology, in particular to a new coil induction type magnetic field energy collection system for high-voltage transmission line, which includes a magnetic field induction coil arranged around the high-voltage transmission line, an electric energy processing module connected with the magnetic field induction coil, an energy storage battery module connected with the electric energy processing module, a Bluetooth communication module connected with the energy storage battery module, and a magnetic field induction coil It is used to receive the magnetic field around the high-voltage transmission line and convert it into the induced electromotive force; the electric energy processing module is used to process the induced electromotive force generated in the magnetic field induction coil and output the DC electric energy; the energy storage battery module is used to store the DC electric energy; the Bluetooth communication module is used to detect the working status of the energy storage battery module and send the data to the upper computer through Bluetooth. The system solves the problem of power supply for on-line monitoring system of high-voltage transmission line. It is not affected by the load of the transmission line, and the energy is stable; the structure is simple, not affected by the weather environment, and easy to install and maintain.

【技术实现步骤摘要】
一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统
本专利技术属于感应取电
，尤其涉及一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统。
技术介绍
随着智能电网的迅速发展，输电线路在线监测的重要性也日益显现，而高压输电线路在线监测装置供电问题则是影响其稳定工作的关键问题之一。典型供能装置有电流互感器供能和太阳能供能，电流互感器是以收集输电线路磁场能作为能量来源，而太阳能电池是以收集太阳辐射的能量作为能量来源。但是电流互感器供能安装时，需将输电线路停电，操作过程复杂且取电效率易受输电线路负荷影响；太阳能供能造价昂贵，易受天气影响，安装也极其复杂。因此，设计一种低成本、操作简便、不受输电线路负荷及天气状况影响的新型高压输电线磁场能量收集系统对提高输电线路在线监测装置供电稳定性，降低运维成本具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种满足高压输电线路在线监测系统供电要求的能量收集系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：1、一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，包括设置于高压输电线周围的磁场感应线圈，与磁场感应线圈连接的电能处理模块，与电能处理模块连接的储能电池模块，与储能电池模块连接的蓝牙通讯模块；磁场感应线圈，用于接收高压输电线周围磁场并转化为感应电动势；电能处理模块，用于处理磁场感应线圈中产生的感应电动势，输出直流电能；储能电池模块，用于存储直流电能；蓝牙通讯模块，用于检测储能电池模块工作状态，并将数据通过蓝牙发送至上位机。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，还包括屏蔽外壳，屏蔽外壳内部形成部件安装腔；磁场感应线圈安装于屏蔽外壳外侧；电能处理模块、储能电池模块和蓝牙通讯模块均安装于部件安装腔内，且通过绝缘层与屏蔽外壳固定；屏蔽外壳通过接地线接地。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，磁场感应线圈采用多匝漆包线绕制，并用绝缘塑胶外壳封装，磁场感应线圈选取O型硅钢作为铁芯，以多匝铜制漆包线作为线圈绕制在铁芯上，并引出两个端口作为输出；磁场感应线圈置于已通电的单根或多根高压输电线下方。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，电能处理模块包括保护及降压电路、交流调压模块和整流滤波模块；保护及降压电路输入端与磁场感应线圈尾端连接，用于防止输入电压过大损坏后续器件；交流调压模块输入端与保护及降压电路输出端相连，用于调节交流电压；整流滤波模块输入端与交流调压模块输出端相联，用于将交流电转换成直流电输出至后续电路。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，保护及降压电路包括放电管、双向可控硅和电位器；放电管并联在电路输入端，用于防止线路雷击或短路给二次侧产生冲击电流对后面电路的破坏；双向可控硅并联在电路输出端，其作用是把二次侧输出的电压钳制在一定的范围内，以方便后级电路的处理；电位器与双向可控硅触发极并联，其作用是控制双向可控硅导通时间，从而控制二次侧的电压。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，交流调压模块包括2个方向相反的二极管并联，用于防止保护双向可控硅触发电压过小导致的发热严重现象。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，整流滤波模块包括整流部分和滤波部分；整流部分包括4个大功率二极管组成全桥式整流电路，滤波部分采用电容滤波电路，包括并联在电路中的两只电容，用于平滑输出到负载上的电压波形。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，储能电池模块包括充电管理电路和蓄能电池组，充电管理电路用于检测电池电量、控制电池充放电以及分析电压数据；储能电池模块输入端与整流滤波模块输出端相连，用于将整流滤波模块输出的直流电存储在蓄能电池组内；蓄能电池组选取大容量磷酸铁锂充电电池组。在上述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统中，蓝牙通讯模块由储能电池模块直接供电，其输入端连接充电管理电路输出引脚，以获取储能电池模块工作状况，并将数据通过蓝牙发送至上位机；蓝牙通讯模块采用AMR处理器进行控制。本专利技术的有益效果：①不受输电线路负荷的影响，取能稳定；增强了高压输电线路在线监测系统供电稳定性。②该系统结构简单、不受天气环境影响，不需要与输电线路导线绑定，便于安装与检修。从而降低了高压输电线路在线监测系统运维成本。附图说明图1是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的示意图；图2是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的工作原理图；图3是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的保护及降压电路示意图；图4是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的交流调压电路示意图；图5是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的整流滤波稳压电路示意图；图6是本专利技术一个实施例新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统的储能电池模块示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。本实施例是通过以下技术方案来实现的，一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，如图1所示，包括：磁场感应线圈110、电能处理模块120、储能电池模块130和蓝牙通讯模块140。屏蔽外壳150，其内部形成部件安装腔，屏蔽外壳150可以选用铝制盒，并通过接地线接地，并且电能处理模块120、储能电池模块130和蓝牙通讯模块140均置于屏蔽外壳内，且通过绝缘层与屏蔽外壳固定。优选地，屏蔽外壳150采用厚度为3mm金属铝材质，尺寸可为300×300×75mm，满足电磁屏蔽要求以及安全要求。如图2所示，磁场感应线圈110用于接收输电线路周围磁场并转化为感应电动势，安装于屏蔽外壳150外侧，采用多匝漆包线绕制而成，并用绝缘塑胶外壳封装。磁场感应线圈选取特制的O型硅钢作为铁芯111，铁芯的直径可根据输电线路电压等级确定。以多匝铜制漆包线作为线圈112绕制在铁芯上，并引出两个端口作为输出。本系统工作时需将磁场感应线圈置于已通电的单根或多根高压输电线下方。电能处理模块120安装于部件安装腔内，其输入端与磁场感应线圈尾端连接，用于对磁场感应线圈中产生的感应电动势进行处理，输出直流电能。并且，电能处理模块120包括保护及降压电路121、交流调压模块122和整流滤波模块123。保护及降压电路121安装于部件安装腔内，其输入端与磁场感应线圈110尾端连接，用于防止输入电压过大损坏后续器件。如图3所示，保护及降压电路121安装于部件安装腔内，其输入端与磁场感应线圈112输出端连接，用于防止输入电压过大损坏后续器件；若输入电流峰值过高则保护电路工作切断过大电流；若输入电流值正常，则输出至交流调压模块122进行进一步降压处理，再经过整流滤波模块123最后输出直流电压至储能电池模块130或者后续用电装置。保护及降压电路121主要由放电管、双向可控硅和电位器组成。其中：放电管，并联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，包括设置于高压输电线周围的磁场感应线圈，与磁场感应线圈连接的电能处理模块，与电能处理模块连接的储能电池模块，与储能电池模块连接的蓝牙通讯模块；/n磁场感应线圈，用于接收高压输电线周围磁场并转化为感应电动势；/n电能处理模块，用于处理磁场感应线圈中产生的感应电动势，输出直流电能；/n储能电池模块，用于存储直流电能；/n蓝牙通讯模块，用于检测储能电池模块工作状态，并将数据通过蓝牙发送至上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，包括设置于高压输电线周围的磁场感应线圈，与磁场感应线圈连接的电能处理模块，与电能处理模块连接的储能电池模块，与储能电池模块连接的蓝牙通讯模块；
磁场感应线圈，用于接收高压输电线周围磁场并转化为感应电动势；
电能处理模块，用于处理磁场感应线圈中产生的感应电动势，输出直流电能；
储能电池模块，用于存储直流电能；
蓝牙通讯模块，用于检测储能电池模块工作状态，并将数据通过蓝牙发送至上位机。


2.如权利要求1所述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，还包括屏蔽外壳，屏蔽外壳内部形成部件安装腔；磁场感应线圈安装于屏蔽外壳外侧；电能处理模块、储能电池模块和蓝牙通讯模块均安装于部件安装腔内，且通过绝缘层与屏蔽外壳固定；屏蔽外壳通过接地线接地。


3.如权利要求1所述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，磁场感应线圈采用多匝漆包线绕制，并用绝缘塑胶外壳封装，磁场感应线圈选取O型硅钢作为铁芯，以多匝铜制漆包线作为线圈绕制在铁芯上，并引出两个端口作为输出；磁场感应线圈置于已通电的单根或多根高压输电线下方。


4.如权利要求1所述的新型线圈感应式高压输电线磁场能量收集系统，其特征是，电能处理模块包括保护及降压电路、交流调压模块和整流滤波模块；保护及降压电路输入端与磁场感应线圈尾端连接，用于防止输入电压过大损坏后续器件；交流调压模块输入端与保护及降压电路输出端相连，用于调节交流电压；整流滤波模块输入端与交流调压模块输出端相联，用于将交流电转换成直流电输出至后续电路。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴细秀，杨振武，文博，杨馨，胡云枫，夏竹青，李超群，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42