[发明专利]一种基于高压电场的电容式供电方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于电力电子与电力设备监控技术领域，特别是一种基于高压电场的电容式供电方法及其装置。

背景技术

在电力设备监控领域，尤其是对高压线（包括高压输电线和高压线排）的状态监测，如何给高压线附属设备供电一直是一项棘手的问题。在现有系统中，一般采用电流感应或电池供电以及光电池提供能量的方式给系统供电，但前者受高压线流过电流的影响剧烈，即随着用户用电量的变化电源提供的能量也有剧烈变化；而电池供电虽然不受高压设备的影响，但受电池寿命的局限，需定期停电为系统更换电池；而太阳能电池拥有电池供电稳定的优点，但会受到环境的影响，对于露天环境很适用，而在室内环境下或高压开关柜里这种供电方式显然是不可取的，适用范围相当有限。所以在高压电力系统中，测量系统的工作能量获取比较困难，既要稳定又要有足够长的使用寿命，而目前的供电方式都不能很好的解决这个问题。从降低系统功耗的角度看，随着科技的发展，许多公司例如Linear，TI等公司推出了超低功耗系列的单片机、无线模块和用于收集微弱能量的能量收集芯片及其解决方案，这些超低功耗的产品的应用，大大降低了系统的功耗和高压线附属设备的电能需求，但这样只能缓解供电矛盾还是不能彻底解决目前给高压线附属设备供电的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高压电场的电容式供电方法及其装置，解决为高压附属设备安全稳定供电的技术问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于高压电场的电容式供电方法，在高压线两相之间放入金属体，使金属体与高压线之间形成分布电容，所述的两相高压线、金属体构成的系统就等效为一相高压线通过两个等效串联电容连接到另一相高压线组成回路，通过上述方式形成的两个等效串联电容的分压来获取电场的能量，所获取的能量经过过压保护电路后，供给能量收集芯片进行收集、储存，根据负载工作时的功率需求情况来供电，或者所获取的能量经过过压保护电路和整流电路后，供给能量收集芯片进行收集、储存，根据负载工作时的功率需求情况来供电，所述的高压线为高压输电线或高压线排。

另一种基于高压电场的电容式供电方法，在一根高压输电线与大地之间放入金属体，使金属体分别与高压输电线、大地之间形成分布电容，所述的高压输电线、金属体、大地构成的系统就等效为高压输电线通过两个等效串联电容连接到大地组成回路，通过上述方式形成的两个等效串联电容的分压来获取电场的能量，所获取的能量经过过压保护电路后，供给能量收集芯片进行收集、储存，根据负载工作时的功率需求情况来供电，或者所获取的能量经过过压保护电路和整流电路后，供给能量收集芯片进行收集、储存，根据负载工作时的功率需求情况来供电。

第一种基于高压电场的电容式供电装置，包括能量获取模块和能量收集模块，能量收集模块包括过压保护电路、能量收集芯片，能量获取模块包括高压线、金属体，金属体通过绝缘体设置在高压线两相之间，使金属体与高压线两相之间分别形成分布电容，金属体、其中一相高压线分别作为能量收集模块的输入端，高压线为高压输电线或高压线排。

第二种基于高压电场的电容式供电装置，包括能量获取模块和能量收集模块，能量收集模块包括过压保护电路、能量收集芯片，能量获取模块包括高压输电线、金属体和大地，金属体通过绝缘线设置在高压输电线与大地之间，使金属体与高压输电线、大地之间分别形成分布电容，金属体、高压输电线分别作为能量收集模块的输入端。

第三种基于高压电场的电容式供电装置，包括能量获取模块和能量收集模块，能量收集模块包括过压保护电路、能量收集芯片，能量获取模块包括高压线、金属体和电容，其中一相高压线与电容的一端连接，金属体与电容的另一端连接，使金属体与另一相高压线之间形成分布电容，电容的两端作为能量收集模块的输入端，高压线为高压输电线或高压线排。

第四种基于高压电场的电容式供电装置，包括能量获取模块和能量收集模块，能量收集模块包括过压保护电路、能量收集芯片，能量获取模块包括高压输电线、金属体、大地和电容，其中高压输电线与电容的一端连接，金属体与电容的另一端连接，使金属体与大地之间形成分布电容，电容的两端作为能量收集模块的输入端。