CN112600287B - 具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置及其应用方法，本发明的阻抗匹式输电线路取能装置包括取能支路、气隙调整组件和带有开气隙的磁芯组件、阻尼线圈、匹配电容的阻尼支路，磁芯组件由第一磁芯半环和第二磁芯半环组成，气隙调整组件包括支架，支架上设有固定连杆和伸缩调节机构，第一磁芯半环和第二磁芯半环两者一个与固定连杆固定连接、另一个与伸缩调节机构固定连接。本发明能够实现在线路电流小时能够取得较大的功率，在线路电流大时能避免磁芯饱和，电流在一定范围内增长时能稳定对负载的功率输出，具有抗饱和、供电功率大、结构简单可调且输出功率稳定等优点，能够有效解决电力监控设备的稳定取能问题。

Description

具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置及其应用 方法
技术领域
本发明涉及高压输电线路在线取能电源供电技术，属于电力设备在线监控设备供电领域，具体涉及一种具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置及其应用方法。
背景技术
随着输电线路电压等级的升高，输送容量的增大，对输电线路供电可靠性与安全性也愈发重视，为保证电力系统的安全运行，对系统的重要设备的运行状态进行的监视与检测。监测的目的在于及时发现设备的各种劣化过程的发展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，避免发生危及安全的事故。电力设备状态监测的传统方法是经常性的人工巡视与定期预防性检修、试验。相比而言，电力设备在线监控设备能极大限度减少人力资源，并且能够实时反映电力设备运行状况相关参数。受环境因素的影响，监控设备的供能问题一直没能得到良好的解决，如何实现对电力设备在线监控装置进行长时间可靠供电成为电力设备在线监控装置取得广泛应用的一大难点。
目前在线设备供电方式主要有蓄电池供电、太阳能供电、激光供电、电容分压取电等，但这些方法都存在一定程度上的不足或者技术难点。相比之下从输电线路上取得一部分电能不失为一种可靠持久供电方法，但传统互感式取能方法存在以下几个技术难点：1、尽管高压输电线路流过的电流很大，但采用磁接触式磁芯取能二次侧感应得到的电流很小，无法满足在线监控设备的供能需求；2、高压输电线路流过较大的电流易使磁芯饱和，如何保证取能支路能够正常运行。3、当线路侧电流出现波动时，如何保证对负载提供稳定的功率输出。针对上述存在的问题，如何实现一种足以满足电力设备在线监控设备电能需求的输电线路稳定在线取能装置以及考虑输电线路流过较大电流时防止磁芯饱和不致影响取能装置正常工作的调整方法，已经成为一种亟待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置，通过用于调节磁芯的开气隙大小的气隙调整组件，一方面可以在输电线路流过较大电流时通过增大开气隙大小防止磁芯饱和不致影响取能装置的正常取能，另一方面还可以根据需要动态调整磁芯的开气隙大小来实现取能支路的恒功率输出；此外，本发明还提供一种前述具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置的应用方法，通过动态调整磁芯的开气隙大小来实现取能支路的恒功率输出。本发明能够实现在线路电流小时能够取得较大的功率，在线路电流大时能避免磁芯饱和，电流在一定范围内增长时能稳定对负载的功率输出，具有抗饱和、供电功率大、结构简单可调且输出功率稳定等优点，能够有效解决电力监控设备的稳定取能问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置，包括取能支路和带有开气隙的磁芯组件、阻尼线圈、匹配电容的阻尼支路，所述磁芯组件由相互独立的第一磁芯半环和第二磁芯半环组成，还包括用于调节磁芯组件的开气隙大小的气隙调整组件，所述气隙调整组件包括支架，所述支架上设有固定连杆和伸缩调节机构，所述第一磁芯半环和第二磁芯半环两者一个与固定连杆固定连接、另一个与伸缩调节机构固定连接。
可选地，所述伸缩调节机构包括安装有驱动电机的底座，所述底座与支架相连，所述底座上设有可转动的丝杆，所述丝杆上套设有螺纹配合的滑动连杆，所述滑动连杆和固定连杆同轴布置，所述滑动连杆滑动布置在底座上，所述丝杆上套设有从动齿轮，所述从动齿轮与驱动电机的输出轴上的主动齿轮相啮合。
可选地，所述伸缩调节机构为直线电机。
可选地，所述取能支路包括变压器、整流电路、DC-DC转换电路，所述变压器的原边连接在穿过磁芯组件的输电线路上且两个端子各位于磁芯组件的一侧，所述变压器的副边依次通过整流电路、DC-DC转换电路后作为供电输出端子。
可选地，所述阻尼线圈和匹配电容并联形成回路，所述阻尼线圈绕设于磁芯组件上。
此外，本发明还提供一种前述具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置的应用方法，包括在工作时通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙使取能支路的功率输出为恒定值的步骤。
可选地，所述动态调节第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙使取能支路的功率输出为恒定值的详细步骤包括：将输电线路的实测电流、额定电流之间的差值作为PID控制器的输入，通过PID控制器来通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙大小来改变阻尼支路处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z。
可选地，所述调节第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙大小来改变阻尼支路处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z的函数表达式如下式所示：
Figure GDA0002917202150000031
上式中，Z表示阻尼支路处于谐振状态时的并联谐振阻抗，ω为电流角频率，C1为匹配电容归算到原边的等效容值，Rm为磁芯组件的励磁电阻，μ0为真空磁导率，Ae为磁芯组件的磁芯截面积，δ为第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙大小。
可选地，还包括在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立，如果输电线路的工作电流小于预设阈值成立则改变磁芯线圈匝数以调节磁芯组件的励磁电感使阻尼支路的并联谐振阻抗与负载阻抗匹配、进而使得取能支路按照最大功率输出。
可选地，所述在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立时，还包括在输电线路的工作电流小于预设阈值不成立时将第一磁芯半环和第二磁芯半环之间的开气隙从初始的贴合状态拉开到指定长度以增大磁芯组件的励磁电阻、避免磁芯组件饱和。
可选地，所述预设阈值为50A。
和现有技术相比，本发明具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置具有下述优点：
1、本发明利用套在输电线路上的磁芯组件的励磁电感与磁芯副边匹配电容实现并联谐振，大幅增加线路阻抗从而抑制线路上的电流，同时通过分流的方式将输电线路上的电流导入负载实现功率输出，能够实现在线路电流小时能够取得较大的功率，在线路电流大时能避免磁芯饱和，电流在一定范围内增长时能稳定对负载的功率输出，具有抗饱和、供电功率大、结构简单可调且输出功率稳定等优点，能够有效解决电力监控设备的稳定取能问题。
2、本发明包括用于调节磁芯组件的开气隙大小的气隙调整组件，通过在一定范围内调节磁芯组件的开气隙大小，在电流较大时可增加开气隙大小使取能装置在大电流情况下磁芯不致饱和，从而满足线路电流在适当增加的情况下，取能装置仍能正常工作。
3、本发明包括用于调节磁芯组件的开气隙大小的气隙调整组件，通过在一定范围内调节磁芯组件的开气隙大小，可通过调节磁芯气隙长度，可以实现对阻尼支路阻抗的调节，从而确保在输电线路电流增大的情况下，取能支路取得的功率保持恒定。
4、本发明不仅解决了电力设备在线监控装置的持久供能问题，也弥补了传统采用互感方式取能输出功率有限、无法适应线路大电流状态下正常工作的问题，具有结构简单，输出功率恒定可调，实现电力设备在线监控装置持久可靠供电等优点。
附图说明
图1为本发明实施例中取能装置不含气隙调整组件部分的结构示意图。
图2为本发明实施例中气隙调整组件部分的结构示意图。
图3为本发明实施例中气隙调整组件增大开气隙的调节原理示意图。
图4为本发明实施例中阻尼支路的等效电路示意图。
图5为本发明实施例中取能支路的电路原理示意图。
图例说明：1、取能支路；11、变压器；12、整流电路；13、DC-DC转换电路；2、阻尼支路；21、磁芯组件；211、第一磁芯半环；212、第二磁芯半环；22、阻尼线圈；23、匹配电容；3、支架；31、固定连杆；32、伸缩调节机构；321、蜗杆；322、蜗轮。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施方式本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例提供一种具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置，包括取能支路1和带有开气隙的磁芯组件21、阻尼线圈22、匹配电容23的阻尼支路2，磁芯组件21由相互独立的第一磁芯半环211和第二磁芯半环212组成，此外，本实施例还包括用于调节磁芯组件21的开气隙大小的气隙调整组件，气隙调整组件包括支架3，支架3上设有固定连杆31和伸缩调节机构32，第一磁芯半环211和第二磁芯半环212两者一个与固定连杆31固定连接、另一个与伸缩调节机构32固定连接。由于，本实施例包括用于调节磁芯组件21的开气隙大小的气隙调整组件，通过在一定范围内调节磁芯组件21的开气隙大小，一方面使取能装置在大电流情况下磁芯不致饱和，从而满足线路电流在适当增加的情况下，取能装置仍能正常工作；另一方面通过调节磁芯气隙长度，可以实现对阻尼支路阻抗的调节，从而确保在输电线路电流增大的情况下，取能支路取得的功率保持恒定。通过选取合适的磁芯组件21、阻尼线圈22，使得在小电流时负载阻抗与并联谐振阻抗相匹配，取能支路1能够达到最大功率输出，保证取能支路1输出的功率能满足电力设备在线监控装置的电能需求。当输电线路电流较大时，通过控制气隙调整组件增大开气隙大小，从而减小了阻尼支路2的等效阻抗，使得流入取能支路1的电流减小以抵消输电线路电流增大的影响，同时防止磁芯组件21饱和，达到稳定取能支路1的功率输出的目的。
如图2所示，作为一种可选的实施方式，伸缩调节机构32包括安装有驱动电机的底座321，底座321与支架3相连，底座321上设有可转动的丝杆322，丝杆322上套设有螺纹配合的滑动连杆323，滑动连杆323和固定连杆31同轴布置，滑动连杆323滑动布置在底座321上，丝杆322上套设有从动齿轮324，从动齿轮324与驱动电机的输出轴上的主动齿轮325相啮合。该伸缩调节机构32的工作原理如下：驱动电机的输出轴上的主动齿轮325往一个方向转动，即可使得从动齿轮324带动丝杆322往一个方向转动，由于丝杆322上套设有螺纹配合的滑动连杆323、滑动连杆323滑动布置在底座321上，使得滑动连杆323会沿着一个方向滑动；同理，驱动电机的输出轴上的主动齿轮325往另一个方向转动，即可使得从动齿轮324带动丝杆322往另一个方向转动，由于丝杆322上套设有螺纹配合的滑动连杆323、滑动连杆323滑动布置在底座321上，使得滑动连杆323会沿着另一个方向滑动，从而可以实现滑动连杆323沿着长度方向实现伸缩调节。由于采用丝杆322驱动的方式，使得伸缩调节机构32能够实现精确的伸缩量调节，而且确保结构稳定可靠。
作为另一种可选的实施方式，伸缩调节机构32可直接选用直线电机。
参见图1，取能支路1包括变压器11、整流电路12、DC-DC转换电路13，变压器11的原边连接在穿过磁芯组件21的输电线路上且两个端子各位于磁芯组件21的一侧，变压器11的副边依次通过整流电路12、DC-DC转换电路13后作为供电输出端子。变压器11用于高压转低压，变压器11包括铁芯和分别绕设于铁芯上的原边线圈和副边线圈，原边线圈的两个端子连接在穿过磁芯组件21的输电线路上且垮磁芯组件21布置。整流电路12用于实现交流转直流，作为一种可选的实施方式，本实施例中整流电路12具体采用PWM整流电路。DC-DC转换电路13用于实现直流电压转换。参见图1，阻尼支路2中阻尼线圈22和匹配电容23并联形成回路，阻尼线圈22绕设于磁芯组件21上。
本实施例中具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置的工作原理如下：本实施例中具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置中开气隙的磁芯组件21套在高压输电线路上，输电线路上流过的交流电流将会在磁芯组件21中产生磁通，从而会在阻尼支路2上感应出等效励磁电感和励磁电阻。由于在开气隙的磁芯组件21上绕有阻尼线圈22，阻尼线圈22上串接匹配电容23，该匹配电容23经过阻尼线圈22耦合到磁芯组件21的原边，与磁芯组件21的励磁电感和励磁电阻并联构成阻尼支路2。通过调整匹配电容23的电容值，使其与励磁电感、电阻产生并联谐振，从而使得阻尼支路2等效阻抗变大，进而实现在高压输电线路电流较小的情况下，使电流尽可能地分到取能支路1上；当线路电流较大时将使磁芯达到饱和，此时通过气隙调整组件调节增大磁芯组件21的开气隙大小，通过减小磁芯励磁电阻，破坏原先并联谐振状态，从而减小阻尼支路等效阻抗，使取能支路1分得的电流减小以抵消输电线路增大的电流对取能支路电流的影响，负载取能维持恒定。如图3所示，假定输电线路初始处于电流较小的情况，如图3上侧部分所示，此时磁芯组件21的开气隙较小；当输电线路电流增大的情况下，为了实现对取能支路1输出功率恒定的需要或者防止磁芯组件21过饱和的需要，则需要通过气隙调整组件调节增大磁芯组件21的开气隙大小，如图3下侧部分所示，开气隙增大后就会降低取能支路1输出功率及防止磁芯组件21过饱和。
考虑输电线路电流增大，会使取能支路取得功率相应增大，从而出现输出功率不稳定的问题，本实施例还提供一种前述具有气隙调节功能的阻抗匹式输电线路取能装置的应用方法，包括在工作时通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙使取能支路1的功率输出为恒定值的步骤。通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙，能够改变磁芯组件21的励磁电感进而改变阻尼支路2等效阻抗，使取能支路1的功率输出为一恒定值。
本实施例中，动态调节第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙使取能支路1的功率输出为恒定值的详细步骤包括：将输电线路的实测电流、额定电流之间的差值作为PID控制器的输入，通过PID控制器来通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙大小来改变阻尼支路2处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z。
本实施例中，调节第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙大小来改变阻尼支路2处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z的函数表达式如下式所示：
Figure GDA0002917202150000061
上式中，Z表示阻尼支路2处于谐振状态时的并联谐振阻抗，ω为电流角频率，C1为匹配电容23归算到原边的等效容值，Rm为磁芯组件21的励磁电阻，μ0为真空磁导率，Ae为磁芯组件21的磁芯截面积，δ为第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙大小。上式的推导过程如下：
实际情况中，输电线路上流过的电流很大。且负荷电流I由电网电源与电网负载的情况决定，不会受到取能电路的影响。故可将输电线路上的电流看成一个强电流源电路。
用开气隙磁芯套在高压输电线路上，流经线路的工频交流电流在磁芯中产生磁通，感应出等效励磁电感Lm和励磁电阻Rm。在开气隙磁芯的副边绕组上串接匹配电容23，与磁芯组件21以及穿过磁芯组件21的输电线路一起构成阻尼支路2。由于开气隙的磁芯组件21是套在输电线路上，其原边绕组可等效为1匝，副边绕组为N2匝。该电路可等效为变比为1:N2的变压器模型，忽略原边线圈和副边绕组的内阻和漏感的影响，则取能支路1的等效电路如图4所示，其中左侧的电流源表示取能支路1的变压器11的二次侧(副边)的电流，匹配电容23归算到原边的等效容值为C1。当等效容值C1满足下式时等效阻抗有最大值Zd：
Figure GDA0002917202150000062
Figure GDA0002917202150000063
上式中，Q表示磁芯组件21的品质因数，其余符号与式(1)相同。可见，阻尼支路2的等效阻抗与磁芯组件的品质因数Q的平方成正比。所以为了提高阻尼支路2的等效阻抗，在设计磁芯组件21时，需要尽量提高磁芯组件21的品质因数Q。应尽量选择励磁电感大且励磁电阻小的磁芯组件21以获得更高的品质因数Q。
可把等效阻抗的最大值Zd视作电流源I的内阻，当输电线路电流较小时，使得取能支路1的输入阻抗ZL等于等效阻抗的最大值Zd。根据最大功率传输定理，此时输出到取能支路1的功率最大:
Figure GDA0002917202150000071
上式中，Pmax表示取能支路1的最大输出功率，I表示穿过磁芯组件的输电线路电流大小，其余符号与式(1)～(3)相同。
整流电路12所采用的PWM整流电路如图5所示，变压器11的副边等效为一个电流源，其等效电阻为Rs、等效电感为Ls。PWM整流电路为IGBT开关管V1-V4组成的桥式电路，PWM整流电路输出直流电压U d。通过正弦信号波和三角波相比较的方法对V1-V4进行SPWM控制，就可以在桥式电路的交流输入端A、B产生一个SPWM波UAB。当正弦信号波的频率和交流电源频率相同时，电源侧电流也为和电源频率相同的正弦波，通过改变UAB中基波分量的幅值和相位，可使交流电源电流电压同向，此时电路工作在整流状态。
把带气隙的磁芯组件21的磁导率看成整个磁系统的磁导率，该磁导率通过下式确定：
Figure GDA0002917202150000072
Figure GDA0002917202150000073
上式中，N表示穿过磁芯组件导体数，I表示穿过磁芯组件的输电线路电流大小，BC表示磁芯磁通密度，μ0表示真空磁导率，μγ表示为磁芯组件21的相对磁导率，lC表示通过磁芯组件21的磁路长度，Bδ表示气隙磁通密度，δ表示第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙大小，μe表示整个磁系统等效相对磁导率。
若忽略边缘磁通的影响，且当气隙长度小于二十分之一气隙外廓尺寸时，开气隙的磁芯组件21的线圈电感量L由下式确定：
Figure GDA0002917202150000074
上式中，ψ表示磁芯磁链大小，i表示穿过磁芯组件的输电线路电流大小，N表示穿过磁芯组件导体数，B表示磁感应强度大小，A表示磁芯截面积大小，H表示通电导线周围磁场强度大小，l表示通过磁芯组件的磁路长度，μ0表示真空磁导率，μγ表示为磁芯组件21的相对磁导率。
当满足：
Figure GDA0002917202150000081
时，有
Figure GDA0002917202150000082
此时开气隙磁芯线圈电感量为：
Figure GDA0002917202150000083
上式中，L为开气隙的磁芯组件21的线圈电感量，N表示穿过磁芯组件导体数，μ0表示真空磁导率，μγ表示为磁芯组件21的相对磁导率，le表示为整个磁路长度(此处忽略气隙长度近似与磁芯的磁路长度lC相等)，Ae表示磁芯组件21的截面积，δ表示第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙大小。将阻尼支路2的阻抗表达式进一步化简，并将开气隙磁芯电感量代入可得:
Figure GDA0002917202150000084
上式中，Y表示阻尼支路2等效导纳，其余各符号与式(1)中定义相同。由于阻尼支路2处于谐振状态时其阻抗按照负载阻抗匹配，为一已知量，故可根据上式调整阻尼阻抗。阻抗并联电路支路电流分配关系为：
Figure GDA0002917202150000085
上式中，IL表示取能支路流过的电流，Z表示阻尼支路的阻抗，ZL表示负载阻抗折算值，I表示输电线路流过的电流。采用PID算法，在输电线路流过较大电流时，为保证取能支路电流恒定，通过驱动电机带动丝杆322增大磁芯组件21的开气隙大小减小阻尼支路2的阻抗，从而实现取能支路输出一稳定的功率值。
此外，本实施例还包括在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立的步骤，如果输电线路的工作电流小于预设阈值成立则改变磁芯线圈22匝数以调节磁芯组件21的励磁电感使阻尼支路2的并联谐振阻抗与负载阻抗匹配、进而使得取能支路1按照最大功率输出。
进一步地，本实施例中在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立时，还包括在输电线路的工作电流小于预设阈值不成立时将第一磁芯半环211和第二磁芯半环212之间的开气隙从初始的贴合状态拉开到指定长度以增大磁芯组件21的励磁电阻、避免磁芯组件21饱和。通过增大磁芯组件21的开气隙大小也可有效解决磁芯饱和问题，其原理如下：根据磁路欧姆定律：
Figure GDA0002917202150000091
上式中，φ表示磁通，F表示磁动势，RC表示磁阻，N表示磁回路包含导体数，I表示导体电流，le表示磁回路长度，μ表示磁导率，A表示磁芯截面积。增大磁芯组件21的开气隙大小时整个磁系统磁导率降低、磁阻增大、磁通减小，从而能够达到防饱和的作用。由此可见，通过上述装置增大气隙长度，即可防止磁芯饱和又能达到取能功率稳定的作用。
本实施例中，预设阈值为50A。考虑输电线路电流较小的情况，若流过开气隙磁芯的电流小于50A，根据事先测得的负载阻抗，通过改变磁芯线圈匝数调节励磁电感使并联谐振阻抗与负载阻抗匹配，达到最大功率输出；考虑输电线路电流较大时易使磁芯达到饱和，若流过开气隙磁芯的电流大于50A时，则通过外部机械装置拉开调节开气隙磁芯，从而增大了气隙长度，使得磁阻增大，避免磁芯饱和。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有气隙调节功能的阻抗匹配式输电线路取能装置的应用方法，其特征在于，所述具有气隙调节功能的阻抗匹配式输电线路取能装置包括取能支路（1）和带有开气隙的磁芯组件（21）、阻尼线圈（22）、匹配电容（23）的阻尼支路（2），所述磁芯组件（21）由相互独立的第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）组成，还包括用于调节磁芯组件（21）的开气隙大小的气隙调整组件，所述气隙调整组件包括支架（3），所述支架（3）上设有固定连杆（31）和伸缩调节机构（32），所述第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）两者一个与固定连杆（31）固定连接、另一个与伸缩调节机构（32）固定连接，所述应用方法包括在工作时通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙使取能支路（1）的功率输出为恒定值的步骤，所述动态调节第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙使取能支路（1）的功率输出为恒定值的详细步骤包括：将输电线路的实测电流、额定电流之间的差值作为PID控制器的输入，通过PID控制器来通过气隙调整组件动态调节第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙大小来改变阻尼支路（2）处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z，所述调节第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙大小来改变阻尼支路（2）处于谐振状态时的并联谐振阻抗Z的函数表达式如下式所示：
Figure 795803DEST_PATH_IMAGE001
上式中，Z表示阻尼支路（2）处于谐振状态时的并联谐振阻抗，ω为电流角频率，C 1为匹配电容（23）归算到原边的等效容值，R m为磁芯组件（21）的励磁电阻，μ 0为真空磁导率，A e为磁芯组件（21）的磁芯截面积，δ为第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙大小。
2.根据权利要求1所述具有气隙调节功能的阻抗匹配式输电线路取能装置的应用方法，其特征在于，还包括在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立，如果输电线路的工作电流小于预设阈值成立则改变阻尼线圈（22）匝数以调节磁芯组件（21）的励磁电感使阻尼支路（2）的并联谐振阻抗与负载阻抗匹配、进而使得取能支路（1）按照最大功率输出。
3.根据权利要求2所述具有气隙调节功能的阻抗匹配式输电线路取能装置的应用方法，其特征在于，所述在工作之前判断输电线路的工作电流小于预设阈值是否成立时，还包括在输电线路的工作电流小于预设阈值不成立时将第一磁芯半环（211）和第二磁芯半环（212）之间的开气隙从初始的贴合状态拉开到指定长度以增大磁芯组件（21）的励磁电阻、避免磁芯组件（21）饱和。
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