本發(fā)明屬于無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置。

背景技術(shù)：

目前高壓輸電線路上監(jiān)測設(shè)備普遍通過太陽能或風(fēng)能進(jìn)行能量供應(yīng)，由于風(fēng)光的隨機(jī)性，導(dǎo)致供能不穩(wěn)定，影響監(jiān)測設(shè)備性能。近年來隨著無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展，有學(xué)者將無線電能傳輸技術(shù)引入給高壓監(jiān)測設(shè)備供電，從線路通過感應(yīng)取電，然后在絕緣子兩端安裝線圈進(jìn)行能量的傳遞，這種方式雖然能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電能，但傳輸?shù)木嚯x和功率很難達(dá)到要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可以延長無線電能傳輸?shù)木嚯x，增大無線電能傳輸?shù)墓β?，為高壓線路上的設(shè)備提供穩(wěn)定電能的無線電能傳輸裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置，包括高壓感應(yīng)取電模塊、原端電能變換模塊、電源線圈，線圈嵌入式絕緣子串，負(fù)載線圈、副端電能變換模塊、高壓線路用電設(shè)備；高壓感應(yīng)取電模塊依次連接原端電能變換模塊和電源線圈，負(fù)載線圈依次連接副端電能變換模塊和高壓線路用電設(shè)備；電源線圈通過線圈嵌入式絕緣子串與副端電能變換模塊無線連接。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，線圈嵌入式絕緣子串包括多個(gè)線圈嵌入式絕緣子依次連接或線圈嵌入式絕緣子與絕緣子交替連接。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，每個(gè)線圈嵌入式絕緣子包括絕緣子本體和嵌入式線圈模塊，嵌入式線圈模塊與絕緣子本體之間絕緣；每個(gè)嵌入式線圈模塊的共振頻率相同。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，嵌入式線圈模塊包括無線電能傳輸線圈和匹配電容。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，無線電能傳輸線圈的中心軸與絕緣子本體中心軸重合；無線電能傳輸線圈為螺旋形或渦狀結(jié)構(gòu)。

在上述的線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置中，絕緣子本體采用陶瓷絕緣子或復(fù)合絕緣子。

上述的無線電能傳輸裝置從高壓輸電線路上獲取電能，通過線圈嵌入式絕緣子采用無線的方式傳遞給高壓線路用電設(shè)備，為高壓線路用電設(shè)備提供電能。

通過高壓感應(yīng)取電模塊獲取的電能經(jīng)過原端電能變換模塊變換后供給電源線圈，電源線圈將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量，通過線圈嵌入式絕緣子串內(nèi)的線圈傳遞給負(fù)載線圈；負(fù)載線圈將接收到的磁場能量轉(zhuǎn)換成電能供給副端電能變換模塊，副端電能變換模塊將接收到的電能按照要求進(jìn)行變換，供給高壓線路用電設(shè)備。

本發(fā)明的有益效果是：利用線圈嵌入式絕緣子為中繼進(jìn)行無線電能傳輸，為高壓線路設(shè)備提供穩(wěn)定的電能，一方面增大了電能傳輸能力，另一方面延長能量傳輸距離，并且對高壓線路幾乎無影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2（a）為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例線圈嵌入式絕緣子串結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2（b）為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例另一種線圈嵌入式絕緣子串結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例線圈嵌入式絕緣子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例螺旋形無線電能傳輸線圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例渦狀無線電能傳輸線圈結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-高壓感應(yīng)取電模塊，2-原端電能變換模塊，3-電源線圈，4-線圈嵌入式絕緣子串，5-負(fù)載線圈，6-副端電能變換模塊，7-高壓線路用電設(shè)備，41-線圈嵌入式絕緣子，411-絕緣子本體，412-嵌入式線圈模塊，413-無線電能傳輸線圈，414-匹配電容。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其它工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”“連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

本實(shí)施例采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置，包括高壓感應(yīng)取電模塊、原端電能變換模塊、電源線圈，線圈嵌入式絕緣子串，負(fù)載線圈、副端電能變換模塊、高壓線路用電設(shè)備；高壓感應(yīng)取電模塊依次連接原端電能變換模塊和電源線圈，負(fù)載線圈依次連接副端電能變換模塊和高壓線路用電設(shè)備；電源線圈通過線圈嵌入式絕緣子串與副端電能變換模塊無線連接。

進(jìn)一步，線圈嵌入式絕緣子串包括多個(gè)線圈嵌入式絕緣子依次連接或線圈嵌入式絕緣子與絕緣子交替連接。

進(jìn)一步，每個(gè)線圈嵌入式絕緣子包括絕緣子本體和嵌入式線圈模塊，嵌入式線圈模塊與絕緣子本體之間絕緣；每個(gè)嵌入式線圈模塊的共振頻率相同。

進(jìn)一步，嵌入式線圈模塊包括無線電能傳輸線圈和匹配電容。

進(jìn)一步，無線電能傳輸線圈的中心軸與絕緣子本體中心軸重合；無線電能傳輸線圈為螺旋形或渦狀結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步，絕緣子本體采用陶瓷絕緣子或復(fù)合絕緣子。

具體實(shí)施時(shí)，一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置，包括高壓感應(yīng)取電模塊、原端電能變換模塊、電源線圈、線圈嵌入式絕緣子串、負(fù)載線圈、副端電能變換模塊、高壓線路用電設(shè)備。

而且，線圈嵌入式絕緣子串由線圈嵌入式絕緣子構(gòu)成。線圈嵌入式絕緣子由絕緣子本體和嵌入式線圈模塊構(gòu)成。絕緣子本體為陶瓷絕緣子或復(fù)合絕緣子。嵌入式線圈模塊與絕緣子本體保持絕緣狀態(tài)。

而且，線圈嵌入式絕緣子串中的嵌入式線圈模塊具有相同的共振頻率。

而且，嵌入式線圈模塊由無線電能傳輸線圈和匹配電容組成。

而且，無線電能傳輸線圈為螺旋形或渦狀結(jié)構(gòu)。無線電能傳輸線圈的中心軸與絕緣子本體中心軸重合。

在使用時(shí)：將高壓感應(yīng)取電模塊安裝在高壓輸電線路上獲取電能，通過線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸系統(tǒng)采用無線的方式傳遞給高壓線路用電設(shè)備，能夠穩(wěn)定的高壓線路用電設(shè)備提供電能。

具體方法如下：高壓感應(yīng)取電模塊獲取的電能經(jīng)過原端電能變換模塊變換后供給電源線圈，電源線圈將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量，通過線圈嵌入式絕緣子串內(nèi)的線圈進(jìn)行傳遞，負(fù)載線圈將接收到的磁場能量轉(zhuǎn)換成電能供給副端電能變換模塊，副端電能變換模塊將接收到的電能按照要求進(jìn)行變換，供給高壓線路用電設(shè)備。

由于線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸系統(tǒng)采用的共振頻率是khz或者mhz，對高壓線路本身的電磁場分布幾乎沒有影響。

如圖1所示，一種線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸裝置，包括高壓感應(yīng)取電模塊1、原端電能變換模塊2、電源線圈3、線圈嵌入式絕緣子串4、負(fù)載線圈5、副端電能變換模塊6、高壓線路用電設(shè)備7。

高壓感應(yīng)取電模塊1獲取的電能經(jīng)過原端電能變換模塊2變換后供給電源線圈3，電源線圈3將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量，通過線圈嵌入式絕緣子串4內(nèi)的線圈進(jìn)行傳遞，負(fù)載線圈5將接收到的磁場能量轉(zhuǎn)換成電能供給副端電能變換模塊6，副端電能變換模塊6將接收到的電能按照要求進(jìn)行變換，供給高壓線路用電設(shè)備7。

如圖2（a）所示，線圈嵌入式絕緣子串4由多個(gè)線圈嵌入式絕緣子41依次連接構(gòu)成，如圖2（b）所示，也可以由線圈嵌入式絕緣子41與不含線圈的絕緣子交替連接構(gòu)成線圈嵌入式絕緣子串4。在具體實(shí)施方案中，線圈嵌入式絕緣子串中所含線圈嵌入式絕緣子個(gè)數(shù)和不含線圈的絕緣子個(gè)數(shù)，以及連接方式根據(jù)實(shí)際需求而定。

并且，線圈嵌入式絕緣子串4中的各嵌入式線圈模塊412具有相同的共振頻率。

如圖3所示，線圈嵌入式絕緣子41由絕緣子本體411和嵌入式線圈模塊412構(gòu)成。

并且，絕緣子本體411為陶瓷絕緣子或復(fù)合絕緣子。

并且，嵌入式線圈模塊412由無線電能傳輸線圈413和匹配電容414組成。

并且，無線電能傳輸線圈413的中心軸與絕緣子本體中411心軸重合。

并且，無線電能傳輸線圈413為螺旋形或渦狀結(jié)構(gòu)。

在使用時(shí)：將高壓感應(yīng)取電模塊1安裝在高壓輸電線路上獲取電能，通過線圈嵌入式絕緣子為中繼的無線電能傳輸系統(tǒng)采用無線的方式傳遞給高壓線路用電設(shè)備7，能夠穩(wěn)定的高壓線路用電設(shè)備提供電能。

如圖4所示，無線電能傳輸線圈413螺旋形結(jié)構(gòu)，采用線徑為1mm，線間距為3mm，沿半徑為500mm的順時(shí)針繞制5圈構(gòu)成的螺旋結(jié)構(gòu)線圈。在具體實(shí)施過程中，導(dǎo)線的線徑、繞制的形狀、起始半徑等可根據(jù)實(shí)際需求而定。

如圖5所示，無線電能傳輸線圈413渦狀結(jié)構(gòu)，采用線徑為1mm，線間距為3mm，沿起始半徑為500mm的順時(shí)針繞制5圈構(gòu)成的渦狀結(jié)構(gòu)線圈。在具體實(shí)施過程中，導(dǎo)線的線徑、繞制的形狀、起始半徑等可根據(jù)實(shí)際需求而定。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

雖然以上結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實(shí)施方式做出多種變形或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。