CN105529749A - 高压电场感应自取能装置的感应方法及感应极板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压电场感应自取能装置的感应方法，其特征是，通过利用供电设备的本身带电体作为第一感应极板，并设定与之相互感应的第二感应极板；第一感应极板与第二感应极板在高压电流下产生的位移电流经过整流后流向取能电容进行自取能。本发明通过独到的技术创新，使电场感应自取电设备的感应极板比表面积大大增加而外在体积尺寸却大幅缩小，使电场感应自取电设备的负载能力大幅提升，从而使该高压电场感应自取能装置实现了真正实用化。

Description

高压电场感应自取能装置的感应方法及感应极板

技术领域：

本发明涉及一种高压电场感应自取能装置的感应方法及感应极板，属于自取能装置。

背景技术：

现有的高压设备在线监测的供电方式有两种：自主取能和传输取电。自主取能供电的主要技术方案可以分为：(1)太阳能、风能+储能电池供电。此种供电方式受环境条件影响比较大，蓄电池的寿命也影响到了产品寿命。(2)电流感应取电。由于电力线路上的负荷电流是不稳定的，该方案很难保证此种供电方式的稳定。(3)高压电场感应取能。该方案具有不受线路电流影响的优点，但因为现有技术下感应极板体积太大并且输出电源能力太弱，尚没有达到实用化程度。传输取电需要通过一定的介质从地面将电能传输给监测设备，对于高压在线监测设备此种方式较难实现且成本较高。本发明主要针对高压电场感应取能技术的一种技术创新。

现有与本技术相关的高压电场感应取能专利，主要有两个：一个专利号为“CN201110410244.3”，该方案通过在高压输电线路与大地之间架设平行于大地的上、下极板构成一电容器C，高压输电线路与大地之间的电场使该电容器的上下极板之间产生电压差U，通过高压电场中产生的位移电流给取能电容充电。另一个专利号为“CN201510012804.8”,利用感应板与大地之间的高压电场产生的位移电流给取能电容充电。上述两个专利，对于极板和感应板这一影响取电效果的关键技术，均没有任何创新或描述，致使该技术无法真正大面积现场应用。

发明内容：

为解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于，提供一种可以克服上述缺陷，满足使用需要，能有效使用的高压电场感应自取能装置的感应方法及感应极板。

本发明所提供的高压电场感应自取能装置的感应方法，其特征是，通过利用供电设备的本身带电体作为第一感应极板，并设定与之相互感应的第二感应极板；

第一感应极板与第二感应极板在高压电流下产生的位移电流经过整流后流向取能电容进行自取能。

所用的感应极板，其特征是，所述的第一感应极板高压带电体，第一感应极板通过导线引出作为第一感应能量输出端，与之匹配的第二感应极板通过导线引出作为第二感应能量输出端，第一感应能量输出端和第二感应能量输出端通过整流电路连接取能电容，取能电容通过控制单元控制并稳压后为负载提供电能。

第二感应极板为同等体积下具有较大比表面积的各类导电材料。

第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的一个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端。

所述的第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的两个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端。

所述的导电薄膜电容器，可以是各类电解电容器，也可以是各类有较大比表面积导电极板的其它电容器。

高压带电体可以是高压线或高压开关柜接头或其它高压带电体。

导电薄膜卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板，导电薄膜通过导线引出作为第二感应能量输出端。

导电薄膜与电绝缘材料薄膜经过间隔的层层卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板，其中导电薄膜通过导线引出作为第二感应能量输出端。

本发明的有益效果是：

通过独到的技术创新，使电场感应自取电设备的感应极板比表面积大大增加而外在体积尺寸却大幅缩小，使电场感应自取电设备的负载能力大幅提升，从而使该高压电场感应自取能装置实现了真正实用化。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明实施例1第二感应极板结构示意图；

图3为本发明实施例2第二感应极板结构示意图一；

图4位本发明实施例2第二感应极板结构示意图二；

图中，1、第一感应极板；2、第二感应极板；3、电源变换及取能电路；4、导电薄膜；5、电绝缘材料薄膜；6、导线；7、导电薄膜电容器；8、电极板；C_S、取能电容。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2所示，所述的第一感应极板1高压带电体，第一感应极板1通过导线6引出作为第一感应能量输出端，与之匹配的第二感应极板2通过导线6引出作为第二感应能量输出端，第一感应能量输出端和第二感应能量输出端通过整流电路连接取能电容C_S，取能电容C_S通过控制单元控制并稳压后为负载提供电能。

导电薄膜4与电绝缘材料薄膜5经过间隔的层层卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板2，其中导电薄膜4作为第二感应能量输出端。比表面积大而体积小，且很容易实现。

其中，也可以由导电薄膜4卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板2，导电薄膜作为第二感应能量输出端，电绝缘材料薄膜5由空气替代。可能的有腐蚀或其它新工艺,例如泡沫金属——也就是单位体积内具有尽量大比表面积的各种技术手段，都可以——金属极板的感应储能密度，主要取决于比表面积大小。

电源变换及取能电路3，包括D1～D4构成的整流单元、取能电容Cs；其输出经过控制单元控制并稳压，转换为负载所需的稳定电压电源供给用电负载使用。

当有高压电场时，第二感应极板2与第一感应极板1的极板之间在高电压场中产生位移电流，该位移电流通过整流单元将交流信号转换为直流信号给取能电容Cs充电，取能电容Cs的输出经过控制单元控制并稳压后，转换为负载所需的稳定电压电源供给用电负载使用。

实施例2：

如图3所示，第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的一个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端；其他同实施例1。采用很容易采购的低成本薄膜电容器成品作为感应极板，很容易实现发明目的，使产品的实用化程度大为提升。

实施例3：

如图4所示，第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的两个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端。其他同实施例1。除了实施例2外的好处，还有可进一步充分利用电容器的感应极板，使同样尺寸的电容器，感应极板的面积加大一倍。

以上实施例中的导电薄膜电容器，可以是各类电解电容器，也可以是各类有较大比表面积导电极板的其它电容器。高压带电体可以是高压线或高压开关柜接头或其它高压带电体。

通过采用导电薄膜4与电绝缘材料薄膜5经过加工而成第二感应极板，或者直接采用普通电解电容器等导电薄膜电容器作为第二感应极板；高压电力线路等供电设备的本身带电体作为第一感应极板。在交流高压下，第一、第二感应极板间产生的位移电流通过整流后向一个取能电容Cs充电。本发明的结构设置可以大大减小高压电场感应自取能装置的尺寸，也克服了现有电场感应极板构造表面积小导致取电负载能力太弱的缺陷，能够在较小体积情况下产生更大的位移电流输出，能够快速给取能电容充电，使采用该发明感应极板的高压电场感应自取能装置的负载能力大幅度提升，从而实现了现场实用化。

上述实施案例仅是为清楚本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高压电场感应自取能装置的感应方法，其特征是，通过利用供电设备的本身带电体作为第一感应极板，并设定与之相互感应的第二感应极板；

第一感应极板与第二感应极板在高压电流下产生的位移电流经过整流后流向取能电容进行自取能。

2.一种实现权利要求1所述感应方法的感应极板，其特征是，所述的第一感应极板高压带电体，第一感应极板通过导线引出作为第一感应能量输出端，与之匹配的第二感应极板通过导线引出作为第二感应能量输出端，第一感应能量输出端和第二感应能量输出端通过整流电路连接取能电容，取能电容通过控制单元控制并稳压后为负载提供电能。

3.根据权利要求2所述的感应极板，其特征是，第二感应极板为同等体积下具有较大比表面积的各类导电材料。

4.根据权利要求2所述的感应极板，其特征是，所述的第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的一个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端。

5.根据权利要求2所述的感应极板，其特征是，所述的第二感应极板为导电薄膜电容器，导电薄膜电容器的两个电极板通过导线引出作为第二感应能量输出端。

6.根据权利要求4或5所述的感应极板，其特征是，所述的导电薄膜电容器，可以是各类电解电容器，也可以是各类有较大比表面积导电极板的其它电容器。

7.根据权利要求2所述的感应极板，其特征是，高压带电体可以是高压线或高压开关柜接头或其它高压带电体。

8.根据权利要求3所述的感应极板，其特征是，导电薄膜卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板，导电薄膜通过导线引出作为第二感应能量输出端。

9.根据权利要求3所述的感应极板，其特征是，导电薄膜与电绝缘材料薄膜经过间隔的层层卷绕组成比表面积大体积小的第二感应极板，其中导电薄膜通过导线引出作为第二感应能量输出端。