为了给输电线路在线监测装置提供安全可靠的电源供给,提出了一种利用变压器阻抗变换特性和平板电容边缘效应在交流输电线路杆塔侧采集空间电场能的方法。理论分析了杆塔侧电场能采集的电路模型,根据平板电容边缘效应设计了栅状采集器,并实验验证了所述模型以及栅状采集器的采集效果。结果表明:电场发生器外施电压AC50 k V,采集器与电极之间寄生电容为43 p F时,在300?的负载电阻上测得功率为257 m W。实际的架空输电线路工作电压更高,通过进一步优化电容采集器结构,完全可以实现更高的功率输出并最终为安装于杆塔上的在线监测装置供电。
基于电容式电势能采集器采集交流输电杆塔周围空间的电势能,为安装于杆塔上的输电线路在线监测装置供电.文中首先分析了电容式电势能采集的电路模型和负载阻值对采集器输出功率的影响,得到了获取最大能量的条件.然后针对交流双回500 k V干字型输电杆塔的塔头电场分布情况进行了数值仿真,得到电势能采集器适合的安装位置.最后通过实验测量到直径40 cm、间距15 cm的电容式采集器在电场发生单元工频电压为50 k V时,24 s内采集的能量为5 m J,可以等效为208#W的输出功率,满足无线传感器的最小功率要求.实际的架空输电线路运行电压更高,如能在杆塔上有效利用高场强区域,优化电容采集器结构,则完全可能实现更高的功率输出,并最终为安装于杆塔上的在线监测装置供电.
