一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置的制作方法

本发明属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置。

背景技术：

目前高压输电线路上监测设备普遍通过太阳能或风能进行能量供应，由于风光的随机性，导致供能不稳定，影响监测设备性能。近年来随着无线电能传输技术的发展，有学者将无线电能传输技术引入给高压监测设备供电，从线路通过感应取电，然后在绝缘子两端安装线圈进行能量的传递，这种方式虽然能够提供持续稳定的电能，但传输的距离和功率很难达到要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以延长无线电能传输的距离，增大无线电能传输的功率，为高压线路上的设备提供稳定电能的无线电能传输装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置，包括高压感应取电模块、原端电能变换模块、电源线圈，线圈嵌入式绝缘子串，负载线圈、副端电能变换模块、高压线路用电设备；高压感应取电模块依次连接原端电能变换模块和电源线圈，负载线圈依次连接副端电能变换模块和高压线路用电设备；电源线圈通过线圈嵌入式绝缘子串与副端电能变换模块无线连接。

在上述的线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置中，线圈嵌入式绝缘子串包括多个线圈嵌入式绝缘子依次连接或线圈嵌入式绝缘子与绝缘子交替连接。

在上述的线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置中，每个线圈嵌入式绝缘子包括绝缘子本体和嵌入式线圈模块，嵌入式线圈模块与绝缘子本体之间绝缘；每个嵌入式线圈模块的共振频率相同。

在上述的线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置中，嵌入式线圈模块包括无线电能传输线圈和匹配电容。

在上述的线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置中，无线电能传输线圈的中心轴与绝缘子本体中心轴重合；无线电能传输线圈为螺旋形或涡状结构。

在上述的线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置中，绝缘子本体采用陶瓷绝缘子或复合绝缘子。

上述的无线电能传输装置从高压输电线路上获取电能，通过线圈嵌入式绝缘子采用无线的方式传递给高压线路用电设备，为高压线路用电设备提供电能。

通过高压感应取电模块获取的电能经过原端电能变换模块变换后供给电源线圈，电源线圈将电能转换成磁场能量，通过线圈嵌入式绝缘子串内的线圈传递给负载线圈；负载线圈将接收到的磁场能量转换成电能供给副端电能变换模块，副端电能变换模块将接收到的电能按照要求进行变换，供给高压线路用电设备。

本发明的有益效果是：利用线圈嵌入式绝缘子为中继进行无线电能传输，为高压线路设备提供稳定的电能，一方面增大了电能传输能力，另一方面延长能量传输距离，并且对高压线路几乎无影响。

附图说明

图1为本发明一个实施例线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置的结构示意图；

图2（a）为本发明一个实施例线圈嵌入式绝缘子串结构示意图；

图2（b）为本发明一个实施例另一种线圈嵌入式绝缘子串结构示意图；

图3为本发明一个实施例线圈嵌入式绝缘子结构示意图；

图4为本发明一个实施例螺旋形无线电能传输线圈结构示意图；

图5为本发明一个实施例涡状无线电能传输线圈结构示意图；

其中，1-高压感应取电模块，2-原端电能变换模块，3-电源线圈，4-线圈嵌入式绝缘子串，5-负载线圈，6-副端电能变换模块，7-高压线路用电设备，41-线圈嵌入式绝缘子，411-绝缘子本体，412-嵌入式线圈模块，413-无线电能传输线圈，414-匹配电容。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/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”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例采用以下技术方案来实现，一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置，包括高压感应取电模块、原端电能变换模块、电源线圈，线圈嵌入式绝缘子串，负载线圈、副端电能变换模块、高压线路用电设备；高压感应取电模块依次连接原端电能变换模块和电源线圈，负载线圈依次连接副端电能变换模块和高压线路用电设备；电源线圈通过线圈嵌入式绝缘子串与副端电能变换模块无线连接。

进一步，线圈嵌入式绝缘子串包括多个线圈嵌入式绝缘子依次连接或线圈嵌入式绝缘子与绝缘子交替连接。

进一步，每个线圈嵌入式绝缘子包括绝缘子本体和嵌入式线圈模块，嵌入式线圈模块与绝缘子本体之间绝缘；每个嵌入式线圈模块的共振频率相同。

进一步，嵌入式线圈模块包括无线电能传输线圈和匹配电容。

进一步，无线电能传输线圈的中心轴与绝缘子本体中心轴重合；无线电能传输线圈为螺旋形或涡状结构。

更进一步，绝缘子本体采用陶瓷绝缘子或复合绝缘子。

具体实施时，一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置，包括高压感应取电模块、原端电能变换模块、电源线圈、线圈嵌入式绝缘子串、负载线圈、副端电能变换模块、高压线路用电设备。

而且，线圈嵌入式绝缘子串由线圈嵌入式绝缘子构成。线圈嵌入式绝缘子由绝缘子本体和嵌入式线圈模块构成。绝缘子本体为陶瓷绝缘子或复合绝缘子。嵌入式线圈模块与绝缘子本体保持绝缘状态。

而且，线圈嵌入式绝缘子串中的嵌入式线圈模块具有相同的共振频率。

而且，嵌入式线圈模块由无线电能传输线圈和匹配电容组成。

而且，无线电能传输线圈为螺旋形或涡状结构。无线电能传输线圈的中心轴与绝缘子本体中心轴重合。

在使用时：将高压感应取电模块安装在高压输电线路上获取电能，通过线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输系统采用无线的方式传递给高压线路用电设备，能够稳定的高压线路用电设备提供电能。

具体方法如下：高压感应取电模块获取的电能经过原端电能变换模块变换后供给电源线圈，电源线圈将电能转换成磁场能量，通过线圈嵌入式绝缘子串内的线圈进行传递，负载线圈将接收到的磁场能量转换成电能供给副端电能变换模块，副端电能变换模块将接收到的电能按照要求进行变换，供给高压线路用电设备。

由于线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输系统采用的共振频率是khz或者mhz，对高压线路本身的电磁场分布几乎没有影响。

如图1所示，一种线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输装置，包括高压感应取电模块1、原端电能变换模块2、电源线圈3、线圈嵌入式绝缘子串4、负载线圈5、副端电能变换模块6、高压线路用电设备7。

高压感应取电模块1获取的电能经过原端电能变换模块2变换后供给电源线圈3，电源线圈3将电能转换成磁场能量，通过线圈嵌入式绝缘子串4内的线圈进行传递，负载线圈5将接收到的磁场能量转换成电能供给副端电能变换模块6，副端电能变换模块6将接收到的电能按照要求进行变换，供给高压线路用电设备7。

如图2（a）所示，线圈嵌入式绝缘子串4由多个线圈嵌入式绝缘子41依次连接构成，如图2（b）所示，也可以由线圈嵌入式绝缘子41与不含线圈的绝缘子交替连接构成线圈嵌入式绝缘子串4。在具体实施方案中，线圈嵌入式绝缘子串中所含线圈嵌入式绝缘子个数和不含线圈的绝缘子个数，以及连接方式根据实际需求而定。

并且，线圈嵌入式绝缘子串4中的各嵌入式线圈模块412具有相同的共振频率。

如图3所示，线圈嵌入式绝缘子41由绝缘子本体411和嵌入式线圈模块412构成。

并且，绝缘子本体411为陶瓷绝缘子或复合绝缘子。

并且，嵌入式线圈模块412由无线电能传输线圈413和匹配电容414组成。

并且，无线电能传输线圈413的中心轴与绝缘子本体中411心轴重合。

并且，无线电能传输线圈413为螺旋形或涡状结构。

在使用时：将高压感应取电模块1安装在高压输电线路上获取电能，通过线圈嵌入式绝缘子为中继的无线电能传输系统采用无线的方式传递给高压线路用电设备7，能够稳定的高压线路用电设备提供电能。

如图4所示，无线电能传输线圈413螺旋形结构，采用线径为1mm，线间距为3mm，沿半径为500mm的顺时针绕制5圈构成的螺旋结构线圈。在具体实施过程中，导线的线径、绕制的形状、起始半径等可根据实际需求而定。

如图5所示，无线电能传输线圈413涡状结构，采用线径为1mm，线间距为3mm，沿起始半径为500mm的顺时针绕制5圈构成的涡状结构线圈。在具体实施过程中，导线的线径、绕制的形状、起始半径等可根据实际需求而定。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。