高压电气设备在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电

无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气设备开关柜为应用场合,确定了磁谐振非接触电源关键参数,然后采用电路互感模型研究了引入效率系数kQ作为非接触电源磁谐振线圈的设计目标参数,在此基础上采用基于电磁场有限元仿真的方法优化设计了磁谐振线圈。在样机测试实验时,采用分别施加高电压大电流和开关柜多金属这2种环境来模拟非接触电源的实际工作环境。样机实验和运行结果表明:磁谐振非接触电源额定输出功率为0.5 W、电压为3.3 V,最大传输效率为32%,在最高工作环境电压为20 kV、电流为1 kA的实验中,以及金属部件多、工作环境恶劣的开关柜中有良好适应性。研究表明:磁谐振非接触电源不仅安装比较方便,而且可以给安装在高压侧的无线传感器提供稳定充足的电能;为提高电能传输效率,应尽可能提高效率系数kQ。