本发明涉及高压输电线路监测技术领域，尤其涉及一种输电线路在线监测设备取能装置。
背景技术：
高压输电线路是电能远距离传输的重要通道，其运行情况关系到整个电力系统的稳定性。然而，由于输电线路所处区域广、所处环境复杂多变的分布特点，很容易因遭受雷击而引起送电中断，从而影响整个电力系统的稳定性。为了保护输电线路免遭雷击而导致线路输电中断，一般安装架空地线，又称避雷线。架空地线一般架设在被保护导线的上方，与杆塔接地装置牢固连接。当线路上方出现雷云对地放电时，雷闪通道容易首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护线路正常送电。
同时，由于输电线路的运行安全直接关系到整个电力系统的稳定性，一旦故障导致大面积停电将可能造成巨大的经济损失，而仅凭人为巡视难以做到全天候无间断实时监测预警，因此各式各样的架空线路监测系统相继投入运行，承担着线故障诊断，预警，状态检修，风险评估等功能。例如，高压线路温度在线监测装置，视频摄像头，杆塔倾斜监测仪，导线风偏监测仪，气象监测仪等。这些在线监测设备主要是通过电压/电流互感器在母线上取电，在这种方式下，当母线正常运行时，线圈所取的电量远大于设备所需的电量，导致电能利用率低，而在母线空载或者小电流的情况下则可能功率不足。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种输电线路在线监测设备取能装置，能够提高电能利用率。
本发明提供一种输电线路在线监测设备取能装置，杆塔与架空地线通过绝缘子连接，包括：控制模块、连接模块、取能模块、电能转换模块和开关模块；
杆塔两侧的架空地线之间通过所述连接模块连接形成环路；
所述连接模块上设置有所述开关模块和所述取能模块；
所述取能模块、所述电能转换模块和所述杆塔上的在线监测设备依次电连接；
所述控制模块内置于所述在线监测设备中；
在所述控制模块判断当前天气条件允许充电后，所述控制模块用于控制所述开关模块闭合，使得所述取能模块从所述环路上的电流进行取能以对所述在线监测设备进行供电。
优选地，每个所述杆塔两侧的绝缘子悬挂的所述架空地线之间通过所述连接模块连接。
优选地，所述取能模块为ct线圈，所述连接模块从所述ct线圈的内孔穿过。
优选地，所述连接模块为导线或导体棒。
优选地，所述电能转换模块包括交直流转换电路和直流稳压电路；
所述取能模块与所述交直流转换电路的输入端电连接，所述交直流转换电路的输出端与所述直流稳压电路的输入端电连接，所述直流稳压电路的输出端与所述在线监测设备的蓄电池电连接。
优选地，所述开关模块处于常开状态。
优选地，所述开关模块包括igbt、igbt驱动芯片、mcu和电池；
所述igbt、所述igbt驱动芯片和所述mcu依次串联，所述电池用于为所述igbt、所述igbt驱动芯片和所述mcu供电。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种输电线路在线监测设备取能装置，杆塔与架空地线通过绝缘子连接，包括：控制模块、连接模块、取能模块、电能转换模块和开关模块；杆塔两侧的架空地线之间通过连接模块连接形成环路；连接模块上设置有开关模块和取能模块；取能模块、电能转换模块和杆塔上的在线监测设备依次电连接；控制模块内置于在线监测设备中；在控制模块判断当前天气条件允许充电后，控制模块用于控制开关模块闭合，使得取能模块从环路上的电流进行取能以对在线监测设备进行供电。本发明通过将杆塔两侧的架空地线进行连接形成环路，在确定在线监测设备允许充电后，则通过取能模块在该环路的感应电流上取能实现对在线监测设备进行充电，本发明提供了一种在线监测设备的新充电方案，能够提高电能利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种输电线路在线监测设备取能装置的一个实施例的结构示意图；
图2为架空地线环路产生感应电流的示意图；
图3为开关模块的结构示意图；
图4为开关模块的控制逻辑示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种输电线路在线监测设备取能装置，能够提高电能利用率。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种输电线路在线监测设备取能装置，杆塔与架空地线通过绝缘子连接，需要说明的是，本发明架空地线2架设在abc三相导线上方，架空地线2与杆塔1之间通过绝缘子3连接，在线路正常工作时，架空地线2与杆塔1绝缘，因而不会产生感应电流导致电能损耗。在雷雨天气时，架空地线2遭受雷击，雷电流将绝缘子3击穿，使雷电流通过杆塔1流入大地。本发明提供的取能装置是此类杆塔进行设计的。
本发明提供的输电线路在线监测设备取能装置包括：控制模块、连接模块、取能模块5、电能转换模块6和开关模块7；
杆塔1两侧的架空地线2之间通过连接模块连接形成环路，连接模块上设置有开关模块7和取能模块5，取能模块5、电能转换模块6和杆塔1上的在线监测设备8依次电连接，控制模块内置于在线监测设备8中；
在控制模块判断当前天气条件允许充电后，控制模块用于控制开关模块7闭合，使得取能模块5从环路上的电流进行取能以对在线监测设备8进行供电。
在高压三相输电线路正常运行的过程中，本发明通过将杆塔1两侧的架空地线2进行连接形成环路，在确定在线监测设备8允许充电后，则将开关模块7闭合，此时环路导通，各个档距内两地线本身形成感应电流回路，如图2所示，此时可通过取能模块5在该环路的感应电流上取能实现对在线监测设备8进行充电，本发明提供了一种在线监测设备的新充电方案，能够提高电能利用率。
在本实施例中，每个杆塔1两侧的绝缘子3悬挂的架空地线2之间通过连接模块连接。因此，在整条高压输电线路上，相邻两个杆塔(如杆塔a和b)之间的架空地线可以形成一个环路，该环路在产生感应电流后，即可对杆塔a和b上的在线监测设备进行供电。
在本实施例中，取能模块5为ct线圈，连接模块从ct线圈的内孔穿过。其中线圈的具体参数(如：大小，匝数，材料等)根据实际情况而定。ct取电模块扣在连接装置上，通过电磁感应原理获取架空地线环路上的电流，其中具体的环扣个数，环扣位置根据实际情况而定。
在本实施例中，连接模块为导线或导体棒。
在本实施例中，电能转换模块6包括交直流转换电路和直流稳压电路；
取能模块5与交直流转换电路的输入端电连接，交直流转换电路的输出端与直流稳压电路的输入端电连接，直流稳压电路的输出端与在线监测设备8的蓄电池电连接。将ct线圈中感应生成的交流电，通过整流滤波的方式转换为直流电，供在线监测设备使用。
在本实施例中，开关模块7处于常开状态。
在本实施例中，开关模块7包括igbt、igbt驱动芯片、mcu和电池；
igbt、igbt驱动芯片和mcu依次串联，电池用于为igbt、igbt驱动芯片和mcu供电。
开关模块7，是由igbt，驱动芯片，微控制器，电池组成的开关回路，用于开断由两侧架空地线和连接装置组成的封闭回路，如图3所示。其中电池为开关模块上其它单元提供所需的电源，开关模块上的微控制器(mcu)接收到由监测设备控制器发出的充电信号后，根据模块上igbt的实时开断状态，判定是否需要发生驱动信号。若此时，igbt处于断开状态，则控制器发出驱动信号至igbt驱动芯片，再由驱动芯片使能igbt闭合，使两侧架空地线和连接装置组成的封闭回路。
需要说明的是，开关模块的控制逻辑如图4所示，具体过程如下：
通过在线监测设备实时检测当前的天气情况，以判定当前气候条件(如：有无雷电闪击、狂风等)是否满足允许充电操作的要求。一般在短时间内无雷击的可能性下，可允许从架空地线中获取能量。在允许充电操作的情况下，以在线监测设备蓄电池的剩余电量情况为判定是否需要充电的依据，阈值的设置可根据实际情况而定。当剩余电量小于阈值时，控制开关模块中的开关闭合，使两侧架空地线通过连接模块和开关模块形成闭合回路，从输电线路中获取感应电流。再通过环扣在连接模块上的ct取能模块，从架空地线回路中获取电能。ct取能模块获取的交流电通过电能转换模块转化为可以为蓄电池充电的稳定直流电。
本发明具备以下优点：
(1)提供一种在线监测设备供电的新方案，这种方案电能利用率高，设备绝缘要求低，受气候影响相对小；
(2)与直接从高压输电线路取电相比，从架空地线中利用ct取电的原理，是一种低压取电的方式，其对绝缘性的要求更低，安全性能更容易实现；
(3)响应环保号召，满足绿色电网的要求，从架空地线中获取能量，能够提高电能利用率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。