巩培军
北京宏远创信能源管理有限公司 北京市 100195
摘要:为了能够更好的为输电线路的低功率在线监测传感器提供一个稳定的电能，本篇文章主要对电场的感应等不同的技术进行了研究分析。同时为了能够确保达到足够的功率，应该合理的控制技术发展。除此之外，还对其在实际生活当中的运用以及运用过程当中出现的问题进行了阐述。根据实际的情况以及研究数据可以发现，基于电场感应的低功率在线监测传感器的供电技术具有很好的传输能量性，同时还能够为低功率的电气设备提供一定的能量。本篇文章主要是通过变压器的转换来对其阻抗进行变换，同时在第二次并联过程当中也补偿了一定的电容，这样才能够使负载获得更大的功效。本篇文章主要详细的介绍了电场感应供电技术的相关原理同时还对其影响因素以及导线架设方式或者电容补偿特性等不同的内容进行了分析，最后通过研究发现电场感应供电技术的有效性。
关键词:电场感应、低功率、在线监测传感器、供电技术
输电线路在线监测传感器最重要的组成部分就是有着可靠的供电电源。到目前为止，在线监测传感器主要是由蓄电池和太阳能一起发电。随着生活质量的不断提升，我国不同的地耗能设备仪器也在不断增多，比如手机、检测仪表或者其他仪器等等，而这些设备器材都采用了有线连接的供电或者是电池充电的方式进行供电。但是通常情况下，这样的方式很大的危险，在进行供电过程当中容易阻碍运动或者是出现接插危险等等。但是随着现代社会的发展，我国越来越多的感应供电技术也不断提升和创新。当前已经有了应用在不同功能消耗设备当中的供电技术。
一、无线感应供电原理
无线感应的供电系统主要是由两个部分组成，首先是发射端，其次是接收端。当前系统在工作过程当中应该把发射端的电流提供给变换器或者是调制模块将其转换成交流信号，然后再将线圈进行发射，同时在发射过程当中应该确保周围的磁场强度较小，但是电磁场的频率变化率较高。除此之外，接收线圈的电场当中应该确保其能够产生一定的高频感应电动势。只有通过两端或者是电容滤波电路为其负载提供一定的电流输出。这个系统才能够有不同的接收端，除此之外，还应该在一定的范围当中，使其能量安全稳定的运输。
二、其关键技术的分析
在当前情况下，发射线圈以及接收线圈的缝隙大于普通的电磁铁，但是由于发射线圈和接受线圈之间属于松耦合的关系，就可以将其称作松耦合感应电能传输技术。通常情况下会将其应用在变压器模型不能适用的情况下，除此之外，还应该考虑此种电感对于系统工作的整体影响。因为松耦合容易导致发射线圈和接收线圈之间的耦合电感系数不断变小，同时发射的电流在热损耗上相对较大，所以说感应供电技术最关键的就是要提高发射端的频率。即使在工作过程当中具有效率高的优势，但是其制作成本较高，电路相对比较复杂，所以在低功率的情况下，一般都选用逆变技术。除此之外，还应该根据不同的场合合理的调制频率，将其控制在一定范围内。除此之外，无线感应供电系统的发射以及接收线圈的形状和位置以及相关的参数都会影响到其技术的运用。所以发射线圈通常情况下都安装在一般的基座当中，同时将其设置为多匝数的线圈。不仅如此，接收的线圈还可以将其安装在设备的内部，通过其自身的内部空间选取，但是在全部过程当中，应该尽量的确保接收线圈在运动过程当中能够更好的和发射线圈磁路发生耦合。
三、当前传感器技术在电网中的应用现状
到目前为止，我国已经形成了具有信息化，自动化以及互动化的智能电网，智能电网在我国的日常生活当中起着巨大的作用。同时它还能够确保电网的不同环节得到实时的感应，掌握基本信息，除此之外，传感器还能够作为智能信息的感知设备更好地推动智能电网的发展。在通常情况下，根据不同的传感设备以及感知末端的信息都会对电网的不同环节的信息有一定的了解，同时传感器的不同环节在电网的生产管理以及信息维护等不同方面的应用都发挥着一定的作用，有着巨大的价值和意义。
四、传感器技术在电网应用中存在的问题与分析
通常情况下，传感器测量系统是由传感器以及信号调理电路和显示记录表以及电源组成。当然在电网环境当中，也有一部分因素会影响传感器的主要性能。首先，传感器的测量能力会被电磁所干扰，如果有强力的电磁影响其工作，就会导致传感器发生异常。除此之外转换元件以及调理电路信号的能力会被电磁干扰影响，不同的模块以及测量的信号处理也会受到电磁的干扰而降低相应的处理效率。除此之外，不同模块之间的抗干扰能力都会在电网环境当中受到不同因素的影响，使其干扰能力降低，最后影响工作的精确性。另外，不同模块的寿命以及工作稳定性会根据传感器工作的环境以及发生的障碍出现不同情况，所以电网环境要求传感器寿命以及稳定性应该达到一定的标准。根据实际的数据可以发现通常的电网环境当中，电磁干扰对于传感器性能的影响最为巨大，其次就是传感器的设备，供电以及使用环境等等。这些不同的因素都会影响到传感器的工作效率和精确度以及稳定性等等。
4.1传感器在使用环境当中出现的问题
通常情况下，电网覆盖的范围相对较广，所以应用处理的问题也比较多，通常情况下都会有高温以及低温等不同强度的温度干扰，同时还会有紫外线的干扰以及环境，污染的干扰等等，面对这样不同的情况，传感器的安全稳定就需要得到更好的保障，因此对于传感性的安全稳定运行提出了更高的要求。对于温度来说，传感器的工作会受到其器件参数的影响也会形成数据不稳定的情况。除此之外，还会产生不同的误差，影响到电路输出信号的准确性。所以为了能够尽量的避免环境温度的影响，对于传感器的选用应该确保在使用过程当中，工作的温度在一定的范围之内，在一定的情况下还可以选择对于温度变化感知较弱的传感器以此来确保测量的精准性。
4.2传感器设备的使用寿命
随着当前电子设备在电网当中的应用越来越广泛，其电子设备的可靠性也得到了世界各地的重视，换句话说，电子设备应该具有一定的可靠性。在通常的检验方法当中，可以利用试验方法以及加速寿命的试验方法去检测电子设备的使用寿命，在一定的情况下还可以对其寿命进行预测，这样才能够确保电子设备在使用过程当中能够达到更长的寿命，维持一定的工作效果，除此之外，对于实际的应用和工作，可以根据理论研究对其展开实践工作。通常情况下，传感器的使用寿命相比于其他设备相对较低，从而发生故障的概率也相对较高，甚至也会影响到其正常的工作。为了能够更好的提高传感器的使用寿命再选取的过程当中应该对其进行严格的筛选，以此来确保设备的可靠性。除此之外，还可以认真的研究系统的运行方式以及原理，对其重要的环节和内容加强一定的保护措施，这样才能够更好的延长电子设备的使用寿命。另外还可以提供相应的供电方式，尽量的减少传感器发生故障的概率，以此来满足供电的日常需求。不仅如此，在通常的产品工艺当中，传感器的设计相对比较集中，所以能够尽量的减少干扰的因素，为了能够更好的提高设备的稳定性以及精确性，通常情况下都采用了数字集成化的传感器或者是光学技术传感器，这样就能够不受到不可控因素的干扰。为了能够让传感器的使用寿命达到有效的延伸，就应该选取合适的传感器采取相应的保护措施，这样才能够更好的提高检测的效率。
五、传感器影响因素的分析
5.1传感器导线架设方式的不同
不同的导线架设方式会影响到传感器的输电效率，为了能够确保双分裂导线以及单导线耦合电容值的变化，通过有限的软件对其进行仿真研究。最后可以根据研究实验发现双分裂导线在任何距离下的耦合电容值都要比单导线的耦合电容值更大，因为双分裂导线能够扩大导线的有效半径同时还能够使其电场穿过的垂直分量更大，那么在这种情况下，感应的电荷就会增加。当然根据实际的研究发现，空间位移电流增大就会使其耦合电容值得到提高。所以在通常的情况下使用双分裂导线的导线架设方式会比单导线的输电功率更大一些。
5.2传感器极板安装位置的不同
根据实验可以发现，安装位置的不同会使其耦合电容值出现一定的偏差。当然在研究过程当中发现，耦合电容值与其仿真计算所得到电容值存在的偏差主要是由于其极板安装的位置相对更远一些，但是传感器极板安装位置和导线相对接近的情况下，就可以发现测量的耦合电容值与实际计算当中所得的耦合电容值更加吻合。所以能够发现，通常情况下应该选取传感器极板离导线更近的位置进行安装。松耦合容易导致发射线圈和接收线圈之间的耦合电感系数不断变小，同时发射的电流在热损耗上相对较大，所以说感应供电技术最关键的就是要提高发射端的频率。
5.3传感器变压器的负载特性
根据实际的研究可以发现，为了能够使其取能的功率达到一定的理想状态，就应该选择变压器激励磁抗大于0.4倍的Zm。同时为了能够使其取能的功率达到最大，负载阻抗通常都要提升到相应的等级。除此之外，为了能够有效的提高磁力电感，变压器的磁芯也选择了固定的合金，这样才能够确保其有着高饱和的磁感应强度以及低功率的损耗情况。传感器还能够作为智能信息的感知设备更好地推动智能电网的发展。在通常情况下，根据不同的传感设备以及感知末端的信息都会对电网的不同环节的信息有一定的了解，同时传感器的不同环节在电网的生产管理以及信息维护等不同方面的应用都发挥着一定的作用，有着巨大的价值和意义。
5.4传感器负载的阻抗以及匝数的变换关系
在通常情况下，电路发生并联谐振的同时，相同匝数下的负载功率会随着负载阻值的增大而不断增大，当然一般情况下匝数大的取能的功率也要大于匝数小的，因为电路在发生并联谐振的过程当中，等效抗阻越大，取能功率就会不断提高。除此之外，还可以得知，如果取能的功率相等，那么匝数基本相等。换句话说就是等效阻抗差距不大就会引起取能的差距较小的情况。
六、结束语
总而言之，变压器补偿的电压能够让变压器的励磁电感得到有效的加强，同时还会让等下阻抗不断增大，除此之外，负载还能够更好的使其电容获得更大的取能功率。另外，双分裂导线的增大能够更好的确保耦合电容值的加大。对于不同情况的极板安装，无论是采取任何方式，和电容值的变化率都十分微小。本篇文章主要对电磁干扰以及相关环境和使用寿命等不同的内容进行分析，并且提出了相关的解决方法，以此来更好的提高传感器的稳定性和安全性，此外，传感器使用的效率的提高能够更好地推动电网的应用。随着当前我国电力系统环境的不断变化，系统当中的抗干扰能力应该得到一定的重视，但是为了能够有效的提高抗干扰性能，就会增加一定的成本。因此，对于电磁环境的研究和探讨，应该按照设备都安装位置以及电磁干扰的设备端口进行科学合理的处理，以此来更好的合理改善设备的抗干扰性。另外，为了能够更好的确保传感器的传感技术，可以通过其在电网的应用自己深入的探讨和研究。从而根据不同的问题提出相关的解决方法，以此来确保我国电网安全稳定的运行。
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