随着坚强智能电网、电力物联网概念的提出，高压架空线路在线监测成为近年来国家电力行业发展的一个新方向。高压架空线路在线监测装置主要应用于电力在线通信组网以及线路各部件数据（导线状态、杆塔变化、线路自然环境等）监测、航行警示灯等多种场合。

当前国内外高压架空线路在线监测设备取能主要采用“储能原件+太阳能板”或通过直接从架空输电线路获得电能的方式实现供电。从取能方式便利性来讲，利用电场、磁场从高压架空线路上获得感应电能无疑是一种最直接的取能方式。

电网向智能化发展，在线监测装置能否正常供电已经成为制约其发展的主要瓶颈。输电线路监测设备会越来越多，用电功率需求也会越来越大，随着在线监测装置供能日益繁多，毫瓦、瓦级别的取能装置供能功率已远不能满足智能监测设备发展需求，因此，研究取能设备功率大小，寻找一种便捷、大功率、高效的取能方式，将对取能方式的发展具有方向性的指导意义。

导线电磁感应取能主要物理结构如图1所示，取能CT线圈环绕在导线周边，用以形成导线周边空间所感应交变磁场的通路，绕在磁芯二次侧的取能线圈通过交变磁场感应出交变电动势，将该电动势经过整流变换，得到直流电源，再对得到的直流电源进行变换，最终得到在线监测设备工作所需的稳定直流电源。

导线电磁感应取能的主要能量来源是导线电流，当导线电流过大或过小时会产生较高电压或无法取能，此时检测设备将无法工作，因此在取能装置中一般会加入超级电容或蓄电池作为储能元件，可有效解决这一问题。

图1 导线电磁感应取能物理模型

1）取能功率优势

架空线路导线采用CT方式，在同样线路和取能CT参数情况下（以本文中所举参数为例），采用导线电磁感应取能，可实现100W以上取能功率；采用地线电磁感应取能，可实现1W以上的功率；采用静电场感应取能，可实现20W以上的功率；采用涡旋感应取能，可实现10W左右的取能功率。导线电磁感应取能在取能功率上有显著优势。

2）运行稳定性优势

架空线路电磁感应取能装置需要连续稳定可靠的工作能力，与本文介绍的其他取能方式相比，架空线路导线电磁感应取能装置与避雷线（地线）没有电气连接，遭受雷电冲击概率较小；涡旋感应取能装置则与避雷线（地线）直接连接，遭受直击雷时设备绝缘被击穿的风险较大；静电感应取能装置因只有1处与大地连接，受直击雷冲击时，雷击电流将全部经过取能装置，运行风险最大。

3）工程可行性优势

就在线取能装置的安装实施难度来说，无论是导线电磁感应取能还是地线电磁感应取能，都需要将取能装置的CT磁芯套挂在地线或导线上；涡旋感应取能则需要将地线绝缘子与取能电极并联；而静电感应取能需要改变地线接地结构——把地线接地金具更换为绝缘子，然后再将感应电极与更换后的绝缘子进行并联，施工量较大。显然导线和地线电磁感应取能装置的安装难度要更小。

对于交流架空线路在线监测装置用电，导线电磁感应取能是一种在运行稳定性和工程实施性均有良好表现的方式，这种取能方法取能功率高、不依赖光伏板、维护量少，适合在单导线情况下应用，分裂导线情况下则需要根据监测装置功能对取能装置加以改造。研究交流架空线路在线监测设备取能方法，提高电网在线监测设备供电稳定性，对高效推进军用试验训练场地电网信息化建设具有重要意义。

本文编自《电气技术》，标题为“交流架空线路导线电磁感应取能功率分析与研究”，作者为侯建军、左中印、葛宏宇。