高壓交流輸電線路地線磁感應取能方法

鄒軍，馬晨珞

(電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室(清華大學電機系)，北京 100084)

0 引言

隨著社會經濟的高速發展，各行各業對電力的需求大大增加，要求電網能夠保持安全可靠運行，而實現這一切離不開對輸電線路的在線監測[1-2]。2008年年初，國內大范圍嚴重冰災迫使部分地區停電超過10天，造成了200多億元的直接經濟損失。為了防止類似的重大事故再次發生，此后國家積極引進實施了輸電線路在線監測技術，實時監控采集輸電線路運行信息，分析預測線路運行狀態，及時采取措施預防故障發生，保障電網供電的安全穩定。

在線監測設備多位于輸電線路附近，環境較為復雜惡劣，無法像常規用電設備那樣容易獲取電力，因此找到一種方案經濟可靠地為輸電線路在線監測設備供電具有重要的現實意義。

常見供電方式包括蓄電池、清潔能源(風能、太陽能)、激光等，受到容量、效率、成本等的限制而難以推廣使用[3-5]。近年提出的導線取能方式有電容分壓取能和電流變換器(current transformer, CT)取能，但直接從輸電導線上取能面臨著復雜的絕緣問題，實現起來較為困難。而交流輸電線路周圍存在交變的電磁場，會在附近的架空地線中感應產生較大的能量損耗，量級上完全可以滿足在線監測設備的用電需求[6-9]。同時，架空地線處于低電位，因此從地線取能不會面臨嚴重的絕緣問題。近年來，地線取能已然成為了新的研究熱點。

利用導線與地線之間的電磁感應產生能量為負載供電的概念最早由P.Sarma Maruvada教授和G.Harbec教授于1978年提出[10]。……