CN117277603A - 一种地线取能装置及除冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地线取能装置及除冰系统，涉及供电领域，整流滤波模块将地线输出的感应电转换为直流电，再通过DC/DC变换模块调整电压大小，之后再利用逆变模块将其转换为交流电，通过整流滤波模块、DC/DC变换模块和逆变模块的配合将地线输出的感应电转换为可控的交流电从而为用能负载功能，利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，使用输电线路的自身资源来解决供电可靠性问题，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，实现了对除冰装置持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

Description

一种地线取能装置及除冰系统

技术领域

本发明涉及供电领域，特别是涉及一种地线取能装置及除冰系统。

背景技术

输电线路覆冰是电力系统安全运行的严重威胁，如何进行输电线路的除冰是确保电力系统安全的一个重要方面，并且除冰装置需要稳定持续的供能才能实现对输电线路的稳定除冰。而传统的电源供给方式如太阳能蓄电池、小型风力发电机等，会加重输电线路的机械负担，同时也会受到技术成本、发电功率和装置体积的制约。目前急需一种避免影响输电线路的同时完成对除冰装置的供能的解决方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种地线取能装置及除冰系统，利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，使用输电线路的自身资源来解决供电可靠性问题，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，实现了对除冰装置持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种地线取能装置，包括并联在电力系统的地线绝缘子的两端的整流滤波模块、DC/DC变换模块和逆变模块，所述DC/DC变换模块的输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，所述逆变模块的输出端与用能负载连接；

所述整流滤波模块用于将所述地线输出的感应电转换为直流电，并进行滤波；

所述逆变模块用于将所述直流电转换为所述用能负载所需的交流电。

可选地，还包括保护模块，所述保护模块的第一输入端与电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二输入端与所述电力系统的地线绝缘子的第二端连接，输出端与所述整流滤波模块的输入端连接；

所述保护模块用于当所述地线输出的感应电大于预设阈值时进行过压保护。

可选地，所述保护模块包括采集模块、晶闸管、保险丝和瞬态抑制二极管，所述保险丝和所述晶闸管串联连接，且串联后的电路的第一端与所述电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二端与所述电力系统的地线绝缘子的第二端连接，所述瞬态抑制二极管并联在串联后的电路的两端，所述晶闸管的控制端与所述采集模块的输出端连接，所述采集模块的输入端接入所述地线输出的感应电；

所述晶闸管用于当所述采集模块检测到的所述地线输出的感应电大于预设阈值时导通。

可选地，还包括降压模块，所述降压模块的输入端与所述保护模块的输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的输入端连接。

可选地，所述降压模块为隔离变压器。

可选地，还包括控制模块，所述控制模块的输入端分别与所述整流滤波模块的输入端和所述逆变模块的输出端连接；所述控制模块用于检测所述地线输出的感应电和所述逆变模块输出的电压。

可选地，所述控制模块包括测量模块、通讯模块和服务器，所述测量模块的输入端分别与所述整流滤波模块的输入端和所述逆变模块的输出端连接，输出端与所述通讯模块的输入端连接，所述通讯模块的输出端与所述服务器连接；

所述测量模块用于检测所述地线输出的感应电和所述逆变模块输出的电压。

可选地，所述DC/DC变换模块包括第一供能模块和第二供能模块，所述第一供能模块的输入端和所述第二供能模块的输入端均与所述整流滤波模块的输出端连接，所述第一供能模块的输出端与所述控制模块连接，所述第二供能模块的输出端与所述逆变模块的输入端连接；

所述第一供能模块用于利用所述整流滤波模块输出的直流电为所述控制模块提供直流电源；

所述第二供能模块用于利用所述整流滤波模块输出的直流电为所述逆变模块提供直流电源。

可选地，所述DC/DC变换模块还包括第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、第一提示灯和第二提示灯，所述第一滑动变阻器和所述第一提示灯并联连接，所述第二滑动变阻器与所述第二提示灯并联连接，所述第一滑动变阻器的第一端与所述第一供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第一控制信号，所述第二滑动变阻器的第一端与所述第二供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第二控制信号；

所述第一滑动变阻器用于基于所述第一控制信号调整所述第一供能模块输出至所述控制模块的直流电源的电压大小；

所述第二滑动变阻器用于基于所述第二控制信号调整所述第二供能模块输出至所述逆变模块的直流电源的电压大小。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种除冰系统，包括除冰装置和如前述所述的地线取能装置，所述除冰装置作为用能负载，与所述地线取能装置的输出端连接。

本发明提供了一种地线取能装置，包括并联在电力系统的地线绝缘子的两端的整流滤波模块、DC/DC变换模块和逆变模块，整流滤波模块将地线输出的感应电转换为直流电，再通过DC/DC变换模块调整电压大小，之后再利用逆变模块将其转换为交流电，通过整流滤波模块、DC/DC变换模块和逆变模块的配合将地线输出的感应电转换为可控的交流电从而为用能负载功能，利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，使用输电线路的自身资源来解决供电可靠性问题，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，实现了对除冰装置持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

本发明还提供了一种除冰系统，具有与上述地线取能装置相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种地线取能装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种地线取能装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一种整流滤波模块的结构示意图；

图4为本发明提供的一种逆变模块的结构示意图；

图5为本发明提供的一种保护模块的结构示意图；

图6为本发明提供的一种DC/DC变换模块的结构示意图；

图7为本发明提供的一种除冰系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种地线取能装置及除冰系统，利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，使用输电线路的自身资源来解决供电可靠性问题，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，实现了对除冰装置持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种地线取能装置的结构示意图；请参照图2，图2为本发明提供的另一种地线取能装置的结构示意图；请参照图3，图3为本发明提供的一种整流滤波模块的结构示意图；请参照图4，图4为本发明提供的一种逆变模块的结构示意图；为解决上述技术问题，本发明提供了一种地线取能装置，包括并联在电力系统的地线绝缘子的两端的整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3，DC/DC变换模块2的输入端与整流滤波模块1的输出端连接，输出端与逆变模块3的输入端连接，逆变模块3的输出端与用能负载连接；

整流滤波模块1用于将地线输出的感应电转换为直流电，并进行滤波；

逆变模块3用于将直流电转换为用能负载所需的交流电。

考虑到现有技术中额外设置的供能装置会对输电线路本身造成的机械负担以及体积、设置方式等多方面的限制，因此本申请采用地线取能的方式，通过地线取能的方式充分利用输电线路本身的地线输出的感应电压和电流，地线输出的感应电具有体积小、成本低、可靠稳定等优势，可以应用于除冰装置22的供能。地线取能主要利用的是涡旋感应原理，涡旋感应指的是地线会根据电磁感应中的涡旋感应原理产生感应电的过程。

不难理解的是，通过地线取能的方式，输电线路上的除冰装置22能够利用地线的感应电压和感应电流实现自取能，实现对除冰装置22以及除冰装置22对应的通讯监控模块等设备的可靠供电，将地线感应取电这一感应技术来为相应模块和装置进行在线供电，能有效地使用自身资源并解决电源供电可靠性问题。

具体地，整流滤波模块1的输入侧会并联在电力系统的地线绝缘子的两端，当地线存在感应电输出时，整流滤波模块1会接收感应电，并将其进行整流从而将其转换为直流电，同时还会进行滤波，进一步抑制谐波和干扰，提高整流滤波模块1输出的直流电的稳定性和可靠性；DC/DC(Direct Current/Direct Current，直流转直流)变换模块接收整流滤波模块1输出的直流电，并根据用能负载以及逆变模块3的实际情况调整直流电的电压大小，将其转换为需求大小的恒定的直流电，提高直流电的稳定性；由于除冰装置22等用能负载通常需要交流电源来供电，因此逆变模块3接收到DC/DC变换模块2输出的直流电后，会再将其转换为交流电，以为除冰装置22等用能负载供能。在此过程中，可以通过调整DC/DC变换模块2以及逆变模块3的电路结构和参数等实现对逆变模块3最终输出的交流电的大小的调整，通过整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3的配合将地线输出的感应电转换为可控可调的交流电，方便除冰装置22等用能负载应用。

可以理解的是，对于整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，整流滤波模块1将交流电变换为直流电并实现滤波，其中的整流模块可以采用全桥整流，滤波模块可以采用二极管配合电容的滤波电路来实现；DC/DC变换模块2可以采用BUCK电路(降压斩波器)实现，通常会设置DC/DC变换模块2输出12V的稳定直流电压；逆变模块3将DC/DC变换电路稳压输出的12V的稳定直流电压变换为交流电压，并且通过升压，输出220V的交流电给后续电路供电。以图3为例，整流滤波模块1可以采用二极管D1、D2、D3、D4构成一个全桥整流电路，同时利用二极管D5和电容C进行滤波。以图4为例，逆变模块3可以通过四个功率器件V₁、V₂、V₃、V₄实现，VD₁、VD₂、VD₃、VD₄分别为各个功率器件对应的寄生二极管。

本发明提供了一种地线取能装置，包括并联在电力系统的地线绝缘子的两端的整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3，整流滤波模块1将地线输出的感应电转换为直流电，再通过DC/DC变换模块2调整电压大小，之后再利用逆变模块3将其转换为交流电，通过整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3的配合将地线输出的感应电转换为可控的交流电从而为用能负载功能，利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置22以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，使用输电线路的自身资源来解决供电可靠性问题，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，实现了对除冰装置22持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

在上述实施例的基础上：

请参照图5，图5为本发明提供的一种保护模块的结构示意图；作为一种可选地实施例，还包括保护模块11，保护模块11的第一输入端与电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二输入端与电力系统的地线绝缘子的第二端连接，输出端与整流滤波模块1的输入端连接；

保护模块11用于当地线输出的感应电大于预设阈值时进行过压保护。

考虑到地线输出的感应电不稳定，可能存在过压的情况，因此在整流滤波模块1的输入侧和电力系统的地线绝缘子之间增加设置了保护模块11，保护模块11起到过压保护的功能，有效避免高压浪涌对整个地线取能装置的影响，保护器件不会因为电压过高而损坏，对于保护模块11的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行调整和设置。

具体地，可以在整流滤波模块1的输入侧和电力系统的地线绝缘子之间增加设置保护模块11来实现对整个地线取能装置的过压保护，进一步保护电路，确保整个地线取能装置的安全性和可靠性。

作为一种可选地实施例，保护模块11包括采集模块、晶闸管Q1、保险丝RF和瞬态抑制二极管TVS，保险丝RF和晶闸管Q1串联连接，且串联后的电路的第一端与电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二端与电力系统的地线绝缘子的第二端连接，瞬态抑制二极管TVS并联在串联后的电路的两端，晶闸管Q1的控制端与采集模块的输出端连接，采集模块的输入端接入地线输出的感应电；

晶闸管Q1用于当采集模块检测到的地线输出的感应电大于预设阈值时导通。

不难理解的是，保护模块11可以由串联的晶闸管Q1和保险丝RF以及并联在串联后的电路的两端的TVS(Transient Voltage Suppressors，瞬态抑制二极管)构成，并联后的电路的两端并联在电力系统的地线绝缘子的两端，同时与整流滤波模块1的输入端连接。晶闸管Q1的控制信号为地线取能装置输入电压，也即地线输出的感应电的电压，因此还需要采集模块来对输入电压进行采集并将电压信号输出至晶闸管Q1的控制端，当检测到地线输出的感应电的电压达到预设阈值，晶闸管Q1接通从而使得能量通过保险丝RF泄放，同时TVS管两极受到反向瞬态高能量冲击时，能迅速将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个设定的值，有效地保护后级电子线路中的元器件。对于采集模块、晶闸管Q1、保险丝RF和瞬态抑制二极管TVS的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定。

具体地，保护模块11可以通过串联的晶闸管Q1和保险丝RF以及并联在晶闸管Q1两端的TVS实现，同时增加采集模块来实现对晶闸管Q1的导通的控制过程，整个保护模块11的电路结构简单，易于实现，所采用的器件成本低，体积小，有利于整个地线取能装置的简便实现。

作为一种可选地实施例，还包括降压模块，降压模块的输入端与保护模块11的输出端连接，输出端与整流滤波模块1的输入端连接。

不难理解的是，为了避免地线输出的感应电的电压过大以及不稳定导致整流滤波模块1损坏等情况，可以在保护模块11和整流滤波模块1之间进一步增加降压模块，利用降压模块先初步将地线输出的感应电进行一定程度的降压，以便后续电路的正常工作，对于降压模块的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以采用降压变压器等方式实现。

具体地，可以在整流滤波模块1的输入侧进一步增加设置降压模块，先将地线输出的感应电进行降压，确保后续电路的稳定实现，进一步提高整个电路的安全性和可靠性。

作为一种可选地实施例，降压模块为隔离变压器T1。

不难理解的是，降压模块可以采用隔离变压器T1实现，隔离变压器T1起到降压的作用，对原边接收到的地线输出的感应电对应的电压电流进行变换以满足后级设备的供能需要，同时还可以通过一次侧与二次侧的电气完全绝缘，起到回路隔离的作用；对于隔离变压器T1的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定。

具体地，可以采用隔离变压器T1作为降压模块，在降压的同时还可以起到隔离的作用，进一步通过地线取能装置输出的交流电的准确性和稳定性，确保为用能负载供电过程的安全性和可靠性，结构简单，易于实现，有利于整个地线取能装置的简便实现。

作为一种可选地实施例，还包括控制模块，控制模块的输入端分别与整流滤波模块1的输入端和逆变模块3的输出端连接；控制模块用于检测地线输出的感应电和逆变模块3输出的电压。

不难理解的是，还可以增加设置控制模块来对整个地线取能装置的工作过程进行实时检测，通过实时检测地线输出的感应电和逆变模块3输出的电压来实时获取地线取能装置的输入和输出情况，便于判断地线取能装置是否实现对用能负载的有效供电或实时检测供电情况等，控制模块还可以检测各个模块的输入和输出的电压或电流等情况，以便及时确定整个地线取能装置中是否存在故障情况；控制模块还可以根据检测到的地线输出的感应电和逆变模块3输出的电压的实时情况对整流滤波模块1、DC/DC变换模块2和逆变模块3等模块进行控制，从而实现对用能负载的智能控制。对于控制模块的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定。

具体地，可以通过增加设置的控制模块实现对整个地线取能装置的具体工作过程的实时检测，还可以进一步实现智能控制等功能，进一步提高了整个地线取能装置的灵活性，扩展了地线取能装置的适用范围。

作为一种可选地实施例，控制模块包括测量模块13、通讯模块14和服务器12，测量模块13的输入端分别与整流滤波模块1的输入端和逆变模块3的输出端连接，输出端与通讯模块14的输入端连接，通讯模块14的输出端与服务器12连接；

测量模块13用于检测地线输出的感应电和逆变模块3输出的电压。

不难理解的是，控制模块可以包括测量模块13、通讯模块14和服务器12，测量模块13可以对隔离变压器T1的输入电压和电流、也即整个地线取能装置的输入侧的电压电流以及逆变器的输出电压进行测量，电压可以采用并联测量，电流可以采用电流互感器测量等方式实现；通讯模块14可以基于单片机、采用短程通讯芯片以及VPN(Virtual PrivateNetwork，虚拟专用网络)加密通讯的4G芯片来实现整个地线取能装置的远近程通讯与控制，主要将采集到的逆变电路输出电压和地线取能装置的输入侧的电压、电流等信息传递给服务器12中的中央数据处理中心，以便服务器12实时监测整个装置；测量模块13采集的电压、功率等可以通过无线通讯的方式传输到服务器12，实现对整个取能装置的无线监测。对于测量模块13、通讯模块14和服务器12的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，测量模块13、通信模块以及服务器12之间的连接方式和数据通信方式等本申请在此不做特别的限定。

具体地，可以通过测量模块13实现控制模块对地线取能装置中电压、电流等信号的采集，同时利用通讯模块14和服务器12的配合实现对整个地线取能装置的实时监测，整个结构易于实现，方便实时监测调控地线取能装置为用能负载的供能过程。

请参照图6，图6为本发明提供的一种DC/DC变换模块的结构示意图；作为一种可选地实施例，DC/DC变换模块2包括第一供能模块和第二供能模块，第一供能模块的输入端和第二供能模块的输入端均与整流滤波模块1的输出端连接，第一供能模块的输出端与控制模块连接，第二供能模块的输出端与逆变模块3的输入端连接；

第一供能模块用于利用整流滤波模块1输出的直流电为控制模块提供直流电源；

第二供能模块用于利用整流滤波模块1输出的直流电为逆变模块3提供直流电源。

不难理解的是，控制模块也需要电源供电，因此DC/DC变换模块2可以采用两路供电电路来对整流滤波模块1输出的直流电进行转换，第一供能模块和第二供能模块作为两路供电电路，分别为控制模块和逆变模块3提供直流电源，以便控制模块的正常工作以及为用能负载的正常功能过程。以DC/DC变换模块2采用BUCK电路为例，DC/DC变换模块2可以将整流滤波模块1输出的滤波后的约30V的电压变换为两路的12V电源电压，一路供后级电路的逆变模块3，使其为用能负载正常供电，一路供控制模块中的测量模块13和通讯模块等模块使用。对于第一供能模块和第二供能模块的具体电路结构等本申请在此不做特别的限定，可以采用同样的电路结构实现，也可以采用不同的电路结构实现，对于第一供能模块和第二供能模块输出的直流电的具体取值等本申请在此不做特别的限定，两者可以实现不同大小的直流电的输出。

具体地，为了同时为控制模块以及逆变模块3提供直流电源，DC/DC变换模块2可以设置第一供能模块和第二供能模块作为两路供电电路，分别为控制模块和逆变模块3提供直流电源，控制模块无需外接电源，减小整个取能装置的成本和体积，确保整个取能装置的简便实现，提高了整个取能装置的灵活性。

作为一种可选地实施例，DC/DC变换模块2还包括第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、第一提示灯和第二提示灯，第一滑动变阻器和第一提示灯并联连接，第二滑动变阻器与第二提示灯并联连接，第一滑动变阻器的第一端与第一供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第一控制信号，第二滑动变阻器的第一端与第二供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第二控制信号；

第一滑动变阻器用于基于第一控制信号调整第一供能模块输出至控制模块的直流电源的电压大小；

第二滑动变阻器用于基于第二控制信号调整第二供能模块输出至逆变模块3的直流电源的电压大小。

不难理解的是，可以通过在DC/DC变换模块2增加设置第一滑动变阻器和第二滑动变阻器来实现对DC/DC变换模块2输出的直流电的电压大小的调整，从而使得DC/DC变换模块2可以适用于多种情况；同时还增加设置分别与第一滑动变阻器和第二滑动变阻器并联的第一提示灯和第二提示灯，通过第一提示灯和第二提示灯的情况来实现对DC/DC变换模块2输出的直流电的检测。对于第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、第一提示灯和第二提示灯的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，第一控制信号和第二控制信号可以直接由DC/DC变换模块2生成，也可以通过其他方式实现。

以DC/DC变换模块2采用BUCK电路为例，如图6所示,利用单片机U1及其外围电路来实现第一供能模块，利用单片机U2及其外围电路来实现第二供能模块，输出1和输出2分别输出到控制模块和逆变模块3，为其提供直流电压，输入为整流滤波模块1的输出端，BUCK电路可以采用PWM触发，在BUCK电路的输出侧对DC/DC变换模块2的输出电压进行采样，并可以根据输出电压的情况调整单片机的控制逻辑，实现对DC/DC变换模块2的输出电压的灵活调整。BUCK电路中的两路输出的输出电压均可小范围通过滑动变阻器来调节，同时设置输出阈值在12V及以上时对应的提示灯亮，以图6为例，第一指示灯为LED1，第二指示灯为LED2，同时为了确保指示灯的安全，还增加设置了串联的电阻R19和R20。图6中通过单片机U1来实现一路的BUCK电路，单片机U1的VCC引脚处的电容C1为VCC引脚的稳压器提供噪声过滤和稳定性。推荐值C1的值应不小于0.1μF，并且应为优质、低内阻的陶瓷电容器，可以选择值为0.47μF的电容实现。电阻R4和R5构成了一个分压器，分压器可以连接到SD引脚，以设置SD的最小工作电压，电容C5为分压器提供滤波。通常应用时SD引脚上的电压不得超过8V。电容C2和C3可以限制VIN引脚上的纹波电压，电阻R6用于设置内部时钟振荡频率，电阻R7、电容C7和C8用以改善误差放大器增益特性以实现稳定的整体环路增益。电流模式控制的优点是能够仅用两个反馈元件R7和C7来闭合环路。总环路增益是调制器增益和误差放大器增益的乘积。电容C9用于给SW和PRE口供电，二极管D3防止反向恢复电流瞬变烧毁单片机U1，电感L1稳定输出电流，电容C6可以根据电感L1进行选择，当L1为33μH时，C6的建议值为330pF。电容C10和电阻R8可以减少SW口的电压突变以及二极管D3两端的电压突变，电容E1和C12可以减少输出纹波电压和噪声尖峰，电阻R9和滑动变阻器RP1设置输出电压电平，经过反馈调整输出电压，SS引脚处的电容C11决定软启动时间，即输出电压达到参考电压，达到最终调节值，用以减少冲击和过电流。单片机U2用来实现另一路BUCK电路，其外围电路元器件的作用与单片机U1的外围电路中对应位置的元器件的作用一致，本申请在此不再赘述。

具体地，通过进一步增加设置的第一滑动变阻器和第二滑动变阻器来实现对DC/DC变换模块2中第一供能模块和第二供能模块的输出电压的调节，第一提示灯和第二提示灯实现对输出电压的实时监测以及提示报警等功能，进一步提高整个取能装置的灵活性，确保整个取能装置的安全性和可靠性。

请参照图7，图7为本发明提供的一种除冰系统的结构示意图。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种除冰系统，包括除冰装置22和如前述的地线取能装置21，除冰装置22作为用能负载，与地线取能装置21的输出端连接。

不难理解的是，地线取能装置21的输入侧需并联在地线绝缘子两端，输出侧与除冰装置22连接，地线取能装置21可以包括保护模块11、隔离变压器T1、整流滤波模块1、DC/DC变换模块2，逆变模块3以及测量模块13、通讯模块14和服务器12构成的控制模块，保护模块11设置在地线取能装置21的输入端后、隔离变压器T1的一次侧处，从而实现一种无线的利用涡旋感应的地线取能装置21及取电方法，采用上述的地线取能装置21，可利用地线的感应电压和感应电流实现对除冰装置22以及通讯设备等的供电，取代了传统的能源供给方式，具有良好的稳定性和可靠性的同时大大降低了经济成本，不仅能在线监测地线的运行状态，也能保证除冰装置22持续、有效、可靠的供电，及时对覆冰线路进行除冰，减少线路覆冰对电网带来的风险，保障电网稳定可靠运行。

对于本发明提供的一种除冰系统的介绍请参照上述地线取能装置的实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种地线取能装置，其特征在于，包括并联在电力系统的地线绝缘子的两端的整流滤波模块、DC/DC变换模块和逆变模块，所述DC/DC变换模块的输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，所述逆变模块的输出端与用能负载连接；

所述整流滤波模块用于将所述地线输出的感应电转换为直流电，并进行滤波；

所述逆变模块用于将所述直流电转换为所述用能负载所需的交流电。

2.如权利要求1所述的地线取能装置，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块的第一输入端与电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二输入端与所述电力系统的地线绝缘子的第二端连接，输出端与所述整流滤波模块的输入端连接；

所述保护模块用于当所述地线输出的感应电大于预设阈值时进行过压保护。

3.如权利要求2所述的地线取能装置，其特征在于，所述保护模块包括采集模块、晶闸管、保险丝和瞬态抑制二极管，所述保险丝和所述晶闸管串联连接，且串联后的电路的第一端与所述电力系统的地线绝缘子的第一端连接，第二端与所述电力系统的地线绝缘子的第二端连接，所述瞬态抑制二极管并联在串联后的电路的两端，所述晶闸管的控制端与所述采集模块的输出端连接，所述采集模块的输入端接入所述地线输出的感应电；

所述晶闸管用于当所述采集模块检测到的所述地线输出的感应电大于预设阈值时导通。

4.如权利要求2所述的地线取能装置，其特征在于，还包括降压模块，所述降压模块的输入端与所述保护模块的输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的输入端连接。

5.如权利要求4所述的地线取能装置，其特征在于，所述降压模块为隔离变压器。

6.如权利要求1至5任一项所述的地线取能装置，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块的输入端分别与所述整流滤波模块的输入端和所述逆变模块的输出端连接；所述控制模块用于检测所述地线输出的感应电和所述逆变模块输出的电压。

7.如权利要求6所述的地线取能装置，其特征在于，所述控制模块包括测量模块、通讯模块和服务器，所述测量模块的输入端分别与所述整流滤波模块的输入端和所述逆变模块的输出端连接，输出端与所述通讯模块的输入端连接，所述通讯模块的输出端与所述服务器连接；

所述测量模块用于检测所述地线输出的感应电和所述逆变模块输出的电压。

8.如权利要求6所述的地线取能装置，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括第一供能模块和第二供能模块，所述第一供能模块的输入端和所述第二供能模块的输入端均与所述整流滤波模块的输出端连接，所述第一供能模块的输出端与所述控制模块连接，所述第二供能模块的输出端与所述逆变模块的输入端连接；

所述第一供能模块用于利用所述整流滤波模块输出的直流电为所述控制模块提供直流电源；

所述第二供能模块用于利用所述整流滤波模块输出的直流电为所述逆变模块提供直流电源。

9.如权利要求8所述的地线取能装置，其特征在于，所述DC/DC变换模块还包括第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、第一提示灯和第二提示灯，所述第一滑动变阻器和所述第一提示灯并联连接，所述第二滑动变阻器与所述第二提示灯并联连接，所述第一滑动变阻器的第一端与所述第一供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第一控制信号，所述第二滑动变阻器的第一端与所述第二供能模块的输出端连接，第二端接地，控制端接入第二控制信号；

所述第一滑动变阻器用于基于所述第一控制信号调整所述第一供能模块输出至所述控制模块的直流电源的电压大小；

所述第二滑动变阻器用于基于所述第二控制信号调整所述第二供能模块输出至所述逆变模块的直流电源的电压大小。

10.一种除冰系统，其特征在于，包括除冰装置和如权利要求1至9任一项所述的地线取能装置，所述除冰装置作为用能负载，与所述地线取能装置的输出端连接。