CN118842203A - 一种模块化的多中继无线传能系统结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种模块化的多中继无线传能系统结构，模块化的多中继无线传能系统结构包括：中继传能组件、发射组件以及接收组件，中继传能组件包括芯棒以及相对于芯棒呈环形布置的中继线圈，芯棒的两端分别设置有第一金具以及第二金具，发射组件包括第一绝缘壳体以及发射线圈，接收组件包括第二绝缘壳体以及接收线圈；其中，发射线圈固定于第一绝缘壳体内且相对于第一金具呈环形布置，接收线圈固定于第二绝缘壳体内且相对于第二金具呈环形布置。本申请采用绝缘壳体安装发射线圈以及绝缘线圈，在保证发射线圈、中继线圈以及接收线圈之间的能量无线传递的同时，还可以规避发射线圈、接收线圈进行绝缘封装后，再次引出导线而出现的绝缘材料开裂风险。

Description

一种模块化的多中继无线传能系统结构

技术领域

本申请涉及电能传输技术领域，具体涉及一种模块化的多中继无线传能系统结构。

背景技术

输电线路上的在线监测设备主要用于对输电线路及其周边环境进行实时监控和数据分析，例如，在线监测设备可以通过高清摄像头捕捉输电线路及其周边环境的实时画面，以及时发现并应对人为破坏、‌自然环境变化等潜在风险；又例如，在线监测设备可以通过传感器采集包括温度、‌湿度、‌风速、‌风向等气象数据，以预测和防范由恶劣天气引起的线路故障。

目前，在线监测设备通常采用电池供电、光伏发电、风能发电等方式供能，然而电池供电需要使用人工拆卸安装的方式来进行更换，而使用光伏发电、风能发电则会受到自然条件的制约难以长时间保持高效率工作。在相关技术中，无线电能传输解决了在线设备供能中的电池更换、自然条件的制约等问题，为输电线路在线监测设备提供稳定可靠的电能供给。

然而，目前的无线电能传输装置通常将发射线圈、中继线圈、接收线圈以及芯棒进行一体化绝缘封装，例如，中国专利（CN118249527A）公开了一种基于最优效率条件的多中继磁耦合无线供电系统，其发射线圈和接收线圈绝缘封装（例如环氧树脂材料）后需要引出导线与外部电路（例如逆变电路或者整流电路）连接，不仅工艺实现难度较大，同时在长时间户外服役后，导线引出位置容易出现开裂问题，水汽将通过裂缝入侵绝缘层内部，最终导致整体系统发生绝缘失效的安全隐患。

发明内容

本申请提供一种模块化的多中继无线传能系统结构，旨在解决以上技术问题。

第一方面，本申请提供一种模块化的多中继无线传能系统结构，包括：

中继传能组件，中继传能组件包括芯棒以及相对于芯棒呈环形布置的中继线圈，芯棒与中继线圈一体化绝缘封装，芯棒的两端分别设置有第一金具以及第二金具；

发射组件，发射组件包括第一绝缘壳体以及发射线圈，第一绝缘壳体呈环形可拆卸地安装于第一金具上；

接收组件，接收组件包括第二绝缘壳体以及接收线圈，第二绝缘壳体呈环形可拆卸地安装于第二金具上；

其中，发射线圈固定于第一绝缘壳体内且相对于第一金具呈环形布置，接收线圈固定于第二绝缘壳体内且相对于第二金具呈环形布置。

在一些实施例中，第一绝缘壳体内部设置有由导体制成的第一电磁屏蔽盒；

第一电磁屏蔽盒内部设置具有逆变电路的第一电路板，第一电路板与发射线圈电连接。

在一些实施例中，第一电磁屏蔽盒呈非环形布置于第一绝缘壳体内；

第一电磁屏蔽盒与发射线圈分别设置于第一绝缘壳体相对的内壁面。

在一些实施例中，第一绝缘壳体内部还设有由绝缘材料制成的第一线圈固定环；

第一线圈固定环将第一绝缘壳体的内部空间沿芯棒轴线分隔为第一腔室以及第二腔室；

发射线圈设置于第一腔室内，第一电磁屏蔽盒设置于第二腔室内。

在一些实施例中，发射组件还包括第一环形固定块、第一压紧块以及至少两个第一抱紧块；

第一环形固定块固定于第一绝缘壳体上，第一环形固定块具有第一通孔，第一金具穿设于第一通孔内；

至少两个第一抱紧块围绕第一金具环形间隔布置，第一压紧块抵紧第一抱紧块以使得至少两个第一抱紧块填充于第一环形固定块与第一金具之间。

在一些实施例中，第一环形固定块以及第一抱紧块具有导电性；

其中，第一抱紧块与第一金具电接触，以使得第一环形固定块、第一抱紧块与第一金具形成等势体，第一环形固定块以及第一抱紧块位于发射线圈远离中继线圈的一侧。

在一些实施例中，第一通孔的内径沿指向中继线圈的方向逐渐减小；

第一抱紧块垂直于第一通孔的轴线的横截面积沿指向中继线圈的方向逐渐减小。

在一些实施例中，第一抱紧块具有绕第一金具周向方向间隔布置的多个第一抱紧部，以及沿第一抱紧块的外周连接相邻的第一抱紧部的第一连接部；

其中，当第一压紧块压紧第一抱紧块时，相邻的第一抱紧部背离第一连接部的端部相互合拢，以减小第一抱紧块的内周直径并抱紧第一金具。

在一些实施例中，发射组件还包括第一均压环；

第一均压环位于发射线圈的外周，且第一均压环与第一环形固定块电连接，以使得第一均压环与第一金具形成等势体。

在一些实施例中，第二绝缘壳体内部设置有由导体制成的第二电磁屏蔽盒；

第二电磁屏蔽盒内部设置具有整流电路的第二电路板，第二电路板与接收线圈电连接。

在一些实施例中，第二电磁屏蔽盒呈非环形布置于第二绝缘壳体内；

第二电磁屏蔽盒与接收线圈分别设置于第二绝缘壳体相对的内壁面。

在一些实施例中，第二绝缘壳体内部还设有由绝缘材料制成的第二线圈固定环；

第二线圈固定环将第二绝缘壳体的内部空间沿芯棒轴线分隔为第三腔室以及第四腔室；

接收线圈设置于第三腔室内，第二电磁屏蔽盒设置于第四腔室内。

在一些实施例中，接收组件还包括第二环形固定块、第二压紧块以及至少两个第二抱紧块；

第二环形固定块固定于第二绝缘壳体上，第二环形固定块具有第二通孔，第二金具穿设于第二通孔内；

至少两个第二抱紧块围绕第二金具环形间隔布置，第二压紧块抵紧第二抱紧块以使得至少两个第二抱紧块填充于第二环形固定块与第二金具之间。

在一些实施例中，第二通孔的内径沿指向中继线圈的方向逐渐减小；

第二抱紧块垂直于第二通孔的轴线的横截面积沿指向中继线圈的方向逐渐减小。

在一些实施例中，第二抱紧块具有绕第二金具周向方向间隔布置的多个第二抱紧部，以及沿第二抱紧块的外周连接相邻的第二抱紧部的第二连接部；

其中，当第二压紧块压紧第二抱紧块时，相邻的第二抱紧部背离第二连接部的端部相互合拢，以减小第二抱紧块的内周直径并抱紧第二金具。

第二方面，本申请提供一种输电线路在线监测系统，包括：

电源；

如第一方面所述的模块化的多中继无线传能系统结构，模块化的多中继无线传能系统结构与电源电连接；

在线监测设备，在线监测设备与模块化的多中继无线传能系统结构电连接，以使得电源通过模块化的多中继无线传能系统结构为在线监测设备供电。

本申请通过将第一绝缘壳体呈环形可拆卸地安装于第一金具上，并将第二绝缘壳体呈环形可拆卸地安装于第二金具上，进而可以将发射线圈固定于第一绝缘壳体内且相对于第一金具呈环形布置，接收线圈固定于第二绝缘壳体内相对于第二金具呈环形布置，不仅可以保证发射线圈、中继线圈以及接收线圈之间的能量无线传递，还可以规避直接在发射线圈、接收线圈的绝缘封装层引出导线而导致的开裂风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本申请实施例中提供的模块化的多中继无线传能系统结构的一种结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的中继传能组件的一种结构示意图；

图3是本申请实施例中提供的发射组件的一种装配示意图；

图4是本申请实施例中提供的发射组件的一种爆炸示意图；

图5是本申请实施例中提供的接收组件的一种装配示意；

图6是本申请实施例中提供的接收组件的一种爆炸示意图；

图7是本申请实施例中提供的发射组件的一种剖面示意图；

图8是本申请实施例中提供的第一抱紧块的一种结构示意图；

图9是本申请实施例中提供的接收组件的一种剖面示意图；

图10是本申请实施例中提供的第二抱紧块的一种结构示意图。

其中，10中继传能组件，11芯棒，12中继线圈，第一金具13，第二金具14，15伞裙内部，16护套；

20发射组件，21第一绝缘壳体，211第一壳体件，212第二壳体件，201第一腔室，202第二腔室，22发射线圈，23第一电磁屏蔽盒，24第一线圈固定环，25第一环形固定块，251第一通孔，26第一抱紧块，261第一抱紧部，262第一连接部，27第一压紧块，28第一均压环，29第一防水接头；

30接收组件，31第二绝缘壳体，311第三壳体件，312第四壳体件，301第三腔室，302第四腔室，32接收线圈，33第二电磁屏蔽盒，34第二线圈固定环，35第二环形固定块，351第二通孔，36第二抱紧块，361第二抱紧部，362第二连接部，37第二压紧块，38第二防水接头。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种模块化的多中继无线传能系统结构，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中模块化的多中继无线传能系统结构的一种结构示意图，其中，模块化的多中继无线传能系统结构包括中继传能组件10、发射组件20以及接收组件30。

中继传能组件10是发射组件20与接收组件30之间能量无线传输的能量中继器，中继传能组件10可以基于电磁感应原理接收发射组件20发送的电能，并基于电磁感应原理向接收组件30传递电能，从而实现发射组件20与接收组件30之间的无线电能传输。具体地，参阅图2，图2示出了本申请实施例中继传能组件10的一种结构示意图，中继传能组件10包括芯棒11以及相对于芯棒11呈环形布置的中继线圈12，一般地，芯棒11的两端分别设置有用于安装的第一金具13以及第二金具14，发射组件20以及接收组件30也可以时分别固定安装在芯棒11两端的金具13处；同时，芯棒11与中继线圈12一体化绝缘封装，从而使得芯棒11与中继线圈12形成整体结构并保证中继线圈12的绝缘性。

示例性地，芯棒11与中继线圈12可以采用云母、石棉、橡胶、环氧树脂等各类绝缘材料实现一体化绝缘封装，中继线圈12被封装于绝缘材料所构成的伞裙15内部，而芯棒11被封装于绝缘材料所构成护套16内部。

可以理解地，相对于芯棒11呈环形布置的中继线圈12可以设置一个或多个，这取决于无线传能的距离以及中间线圈的磁场强度等因素，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本申请不做具体地限定。

发射组件20通过导线与外部电源连接，以便于发射组件20将外部电源的电能通过电磁感应转换为磁场能量，从而间接地将外部电源的电能传递给中继传能组件10的中继线圈12。具体地，参阅图3以及图4，图3示出了本申请实施例中发射组件20的一种装配示意图，图4示出了本申请实施例中发射组件20的一种爆炸示意图，发射组件20包括第一绝缘壳体21以及发射线圈22（图3中未示出），第一绝缘壳体21呈环形可拆卸地安装于第一金具13上，发射线圈22固定于第一绝缘壳体21内且相对于第一金具13（即芯棒11的轴线）呈环形布置，在发射线圈22接收到外部电源的交变电流后，发射线圈22可以产生变化的磁场，从而影响中继线圈12并使其产生感应电流。

在本申请的一些实施例中，第一绝缘壳体21中部具有通孔，以便于第一绝缘壳体21通过通孔穿设于第一金具13上，并使得第一绝缘壳体21内部的发射线圈22相对于第一金具13呈环形布置。在本申请的一些实施例中，参阅图3以及图4，第一绝缘壳体21上设置有第一防水接头29，以便于连接外部电源的导线通过防水接头连接第一绝缘壳体21内的发射线圈22和/或者第一电路板。

在本申请的一些实施例中，参阅图3以及图4，第一绝缘壳体21包括第一壳体件211以及第二壳体件212，第一壳体件211与第二壳体件212沿芯棒11的轴线方向对接并通过螺栓连接固定，从而可以使得发射线圈22安装于第一绝缘壳体21内并保证其绝缘性。

可以理解地，第一绝缘壳体21的组成或者对接方式并不限于如图3所示的第一壳体件211以及第二壳体件212，在一些可能的实施例，第一绝缘壳体21也可以通过更多数量的壳体件组成密闭的绝缘壳体，或者第一壳体件211与第二壳体件212还可以沿垂直于芯棒11的轴线方向组成密闭的绝缘壳体。

接收组件30通过导线与外部负载（例如在线监测设备）连接，以便于通过接收组件30产生的感应电流为外部负载供电。具体地，参阅图5以及图6，图5示出了本申请实施例中接收组件30的一种装配示意图，图6示出了本申请实施例中接收组件30的一种爆炸示意图，接收组件30包括第二绝缘壳体31以及接收线圈32（图5中未示出），第二绝缘壳体31呈环形可拆卸地安装于第二金具14上，接收线圈32固定于第二绝缘壳体31内且相对于第二金具14呈环形布置，在中继线圈12产生感应电流以及变化的磁场后，接收线圈32可以产生感应电流，感应电流通过整流电路整流为直流电源后即可为外部负载供电。

在本申请的一些实施例中，第二绝缘壳体31中部具有通孔，以便于第二绝缘壳体31通过通孔穿设于第二金具14上，并使得第二绝缘壳体31内部的接收线圈32相对于第二金具14呈环形布置。在本申请的一些实施例中，参阅图5以及图6，第二绝缘壳体31上设置有第二防水接头38，以便于连接外部负载的导线通过防水接头连接第二绝缘壳体31内的接收线圈32和/或者第二电路板。

在本申请的一些实施例中，参阅图5以及图6，第二绝缘壳体31包括第三壳体件311以及第四壳体件312，第三壳体件311与第四壳体件312沿芯棒11的轴线方向对接并通过螺栓连接固定，从而可以使得接收线圈32安装于第二绝缘壳体31内并保证其绝缘性。

可以理解地，第二绝缘壳体31的组成或者对接方式并不限于如图5所示的第三壳体件311以及第四壳体件312，在一些可能的实施例，第二绝缘壳体31也可以通过更多数量的壳体件组成密闭的绝缘壳体，或者第三壳体件311与第四壳体件312还可以沿垂直于芯棒11的轴线方向组成密闭的绝缘壳体。

在本申请实施例中，本申请通过将第一绝缘壳体21呈环形可拆卸地安装于第一金具13上，并将第二绝缘壳体31呈环形可拆卸地安装于第二金具14上，进而可以将发射线圈22固定于第一绝缘壳体21内且相对于第一金具13呈环形布置，接收线圈32固定于第二绝缘壳体31内相对于第二金具14呈环形布置，不仅可以保证发射线圈22、中继线圈12以及接收线圈32之间的能量无线传递，还可以避免直接在发射线圈22、接收线圈32的绝缘封装引出导线而导致的开裂风险。

在本申请的一些实施例中，参阅图7，图7示出了本申请实施例中发射组件20的一种剖面示意图，其中，第一绝缘壳体21内部设置有由导体制成的第一电磁屏蔽盒23；第一电磁屏蔽盒23内部设置具有逆变电路的第一电路板（图中未示出），第一电路板与发射线圈22电连接。

需要说明的是，逆变电路可以将直流电流转变为交流电流，因此具有逆变电路的第一电路板可以输出交变电流并驱动发射线圈22产生交变磁场，进而使得中继线圈12在交变磁场作用下产生感应电流；在相关技术中，由于发射线圈22所产生交变磁场将对设置逆变电路的第一电路板产生严重的电磁干扰，因此通常需要将发射线圈22与具有逆变电路的第一电路板分离设置，这使得发射组件20并不能模块化组装并提高了发射组件20的维护以及更换成本。

而在上述实施例中，由于具有逆变电路的第一电路板设置在由导体（例如金属材料）制成的第一电磁屏蔽盒23内，因此即使将内部设置第一电路板的第一电磁屏蔽盒23设置在第一绝缘壳体21内，第一电磁屏蔽盒23也可以屏蔽发射线圈22对第一电路板的电磁干扰现象，这相当于实现了具有逆变电路的第一电路板与发射线圈22在第一绝缘壳体21内的模块化组装，从而降低了对发射组件20的维护以及更换成本。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7，第一电磁屏蔽盒23呈非环形布置于第一绝缘壳体21内，例如，第一电磁屏蔽盒23为半圆形、四分之一圆形、矩形布置，由于第一电磁屏蔽盒23并非圆环形，那么导体制成的第一电磁屏蔽盒23并不会受到发射线圈22影响而产生感应电流，进而可以降低导体制成的第一电磁屏蔽盒23对发射线圈22的效率所产生的影响；同时，由于第一电磁屏蔽盒23与发射线圈22分别设置于第一绝缘壳体21相对的内壁面，使得第一电磁屏蔽盒23与发射线圈22相互远离，因此还可以削弱第一电磁屏蔽盒23在发射线圈22的磁场作用下产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7，其中，第一绝缘壳体21内部还设有由绝缘材料制成的第一线圈固定环24；第一线圈固定环24将第一绝缘壳体21的内部空间沿芯棒11轴线分隔为第一腔室201以及第二腔室202；发射线圈22设置于第一腔室201内，第一电磁屏蔽盒23设置于第二腔室202内，从而使得发射线圈22与第一电磁屏蔽盒23分隔设置，这相当于对发射线圈22进一步提供了绝缘封装，同时第一线圈固定环24还可以固定发射线圈22，避免模块化的多中继无线传能系统结构因晃动而导致发射线圈22与第一电磁屏蔽盒23相互靠近，最终导致第一电磁屏蔽盒23产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7，其中，发射组件20还包括第一环形固定块25、第一压紧块27以及至少两个第一抱紧块26；第一环形固定块25固定于第一绝缘壳体21上，第一环形固定块25具有第一通孔251，第一金具13穿设于第一通孔251内；至少两个第一抱紧块26围绕第一金具13环形间隔布置，第一压紧块27抵紧第一抱紧块26以使得至少两个第一抱紧块26填充于第一环形固定块25与第一金具13之间。

需要说明的是，第一抱紧块26可以采用具有弹性的材料（例如橡胶）制成，在第一压紧块27抵紧第一抱紧块26填充于第一环形固定块25与第一金具13之间后，第一抱紧块26变形并产生弹力，使得第一抱紧块26与第一环形固定块25之间、第一抱紧块26与第一金具13之间均产生摩擦力，从而利用第一抱紧块26间接地固定第一环形固定块25与第一金具13，最终使得第一绝缘壳体21通过第一抱紧块26、第一压紧块27以及第一环形固定块25固定在第一金具13上，并实现发射组件20与第一金具13之间的可拆卸安装。

在本申请的一些实施例中，第一压紧块27可以通过螺栓固定在第一环形固定块25上，从而通过螺栓的预紧力将第一抱紧块26抵入第一环形固定块25与第一金具13之间的环形腔室内。可以理解地，第一压紧块27也可以通过螺栓固定在第一绝缘壳体21上，利用螺栓在第一绝缘壳体21与第一压紧块27之间的预紧力将第一抱紧块26抵入第一环形固定块25与第一金具13之间的环形腔室内。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7以及图8，图8示出了本申请实施例中第一抱紧块26的一种结构示意图，第一通孔251的内径沿指向中继线圈12的方向（如图7所示第一压紧块27的抵紧方向）逐渐减小；第一抱紧块26垂直于第一通孔251的轴线的横截面积沿指向中继线圈12的方向（如图7所示第一压紧块27的抵紧方向）逐渐减小。

例如，以第一通孔251为圆形孔为例，第一通孔251为内径沿第一压紧块27的抵紧方向逐渐减小的圆锥形孔，第一抱紧块26与第一通孔251接触的外壁面为锥形弧面，因此当第一压紧块27压紧第一抱紧块26沿抵紧方向移动时，间隔布置的至少两个第一抱紧块26将靠拢从而抱紧第一金具13，最终实现发射组件20在第一金具13上的固定。

可以理解地，第一通孔251与第一抱紧块26的实施方式并不限于此，例如，第一通孔251还可以为方锥形孔，第一抱紧块26的外壁面为方锥形孔配合的斜面。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7以及图8，其中，第一抱紧块26具有绕第一金具13周向方向间隔布置的多个第一抱紧部261，以及沿第一抱紧块26的外周连接相邻的第一抱紧部261的第一连接部262；其中，当第一压紧块27压紧第一抱紧块26时，相邻的第一抱紧部261背离第一连接部262的端部相互合拢，以减小第一抱紧块26的内周直径并抱紧第一金具13。

需要说明的是，由于第一抱紧块26垂直于第一通孔251的轴线方向的横截面积沿第一压紧块27的抵紧方向逐渐减小，那么当第一压紧块27压紧第一抱紧块26时，由于受到第一通孔251内壁面的挤压，相邻的第一抱紧部261在背离第一连接部262的端部将相互合拢，从而减小第一抱紧块26的内周直径并使得多个第一抱紧部261呈环形抱紧第一金具13，也就是说，对于第一抱紧块26而言，第一抱紧块26可以在第一压紧块27的抵紧下呈环形抱紧第一金具13，实现对第一金具13的周向多点固定，从而有利于提高第一压紧块27与第一金具13之间的固定牢固性，最终使得发射组件20更加可靠地固定在第一金具13上。

在本申请的一些实施例中，第一环形固定块25以及第一抱紧块26具有导电性；其中，第一抱紧块26与第一金具13电接触，以使得第一环形固定块25、第一抱紧块26与第一金具13形成等势体，且第一环形固定块25以及第一抱紧块26位于发射线圈22远离中继线圈12的一侧。

需要说明的是，由于第一环形固定块25以及第一抱紧块26具有导电性，第一抱紧块26与第一金具13电接触并使得第一环形固定块25、第一抱紧块26与第一金具13形成等势体，因此第一环形固定块25还可以起到改善第一金具13电压分布的作用。同时，由于第一环形固定块25以及第一抱紧块26位于发射线圈22远离中继线圈12的一侧，因此还可以避免具有导电性的第一环形固定块25以及第一抱紧块26因靠近发射线圈22受到磁场影响而产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图3以及图4，发射组件20还包括固定于第一绝缘壳体21上的第一均压环28；第一均压环28与第一环形固定块25电连接，以使得第一均压环28与第一金具13形成等势体并发挥均匀电场的作用。同时，由于第一均压环28位于发射线圈22的外周，发射线圈22在外周的磁场较弱，因此也不会导致第一均压环28因靠近发射线圈22受到磁场影响而产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，参阅图9，图9示出了本申请实施例中接收组件30的一种剖面示意图，其中，第二绝缘壳体31内部设置有由导体制成的第二电磁屏蔽盒33；第二电磁屏蔽盒33内部设置具有整流电路的第二电路板（图中未示出），第二电路板与接收线圈32电连接。

需要说明的是，整流电路可以将交流电流转变为直流电流，因此具有整流电路的第二电路板可以输出直流电流以驱动相应的负载工作；在相关技术中，由于接收线圈32所产生交变磁场将对设置逆变电路的第二电路板产生严重的电磁干扰，因此通常需要将接收线圈32与具有逆变电路的第二电路板分离设置，这使得接收组件30并不能模块化组装并提高了接收组件30的维护以及更换成本。

而在上述实施例中，由于具有逆变电路的第二电路板设置在由导体（例如金属材料）制成的第二电磁屏蔽盒33内，因此即使将内部设置第二电路板的第二电磁屏蔽盒33设置在第二绝缘壳体31内，第二电磁屏蔽盒33也可以屏蔽接收线圈32对第二电路板的电磁干扰现象，这相当于实现了具有逆变电路的第二电路板与接收线圈32在第二绝缘壳体31内的模块化组装，从而降低了对接收组件30的维护以及更换成本。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9，第二电磁屏蔽盒33呈非环形布置于第二绝缘壳体31内，例如，第二电磁屏蔽盒33为半圆形、四分之一圆形、矩形布置，由于第二电磁屏蔽盒33并非圆环形，那么导体制成的第二电磁屏蔽盒33并不会受到接收线圈32影响而产生感应电流，进而可以降低导体制成的第二电磁屏蔽盒33对接收线圈32的效率所产生的影响；同时，由于第二电磁屏蔽盒33与接收线圈32分别设置于第二绝缘壳体31相对的内壁面，使得第二电磁屏蔽盒33与接收线圈32相互远离，因此还可以削弱第二电磁屏蔽盒33在接收线圈32的磁场作用下产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9，其中，第二绝缘壳体31内部还设有由绝缘材料制成的第二线圈固定环34；第二线圈固定环34将第二绝缘壳体31的内部空间沿芯棒11轴线分隔为第三腔室301以及第四腔室302；接收线圈32设置于第三腔室301内，第二电磁屏蔽盒33设置于第四腔室302内，从而使得接收线圈32与第二电磁屏蔽盒33分隔设置，这相当于对接收线圈32进一步提供了绝缘封装，同时第二线圈固定环34还可以固定接收线圈32，避免模块化的多中继无线传能系统结构因晃动而导致接收线圈32与第二电磁屏蔽盒33相互靠近而导致第二电磁屏蔽盒33产生涡流发热现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9，其中，接收组件30还包括第二环形固定块35、第二压紧块37以及至少两个第二抱紧块36；第二环形固定块35固定于第二绝缘壳体31上，第二环形固定块35具有第二通孔351，第二金具14穿设于第二通孔351内；至少两个第二抱紧块36围绕第二金具14环形间隔布置，第二压紧块37抵紧第二抱紧块36以使得至少两个第二抱紧块36填充于第二环形固定块35与第二金具14之间。

需要说明的是，第二抱紧块36可以采用具有弹性的材料（例如橡胶）制成，在第二压紧块37抵紧第二抱紧块36填充于第二环形固定块35与第二金具14之间后，第二抱紧块36变形并产生弹力，使得第二抱紧块36与第二环形固定块35之间、第二抱紧块36与第二金具14之间均产生摩擦力，从而利用第二抱紧块36间接地固定第二环形固定块35与第二金具14，最终使得第二绝缘壳体31通过第二抱紧块36、第二压紧块37以及第二环形固定块35固定在第二金具14上，并实现接收组件30与第二金具14之间的可拆卸安装。

在本申请的一些实施例中，第二抱紧块36可以抱紧于第二金具14一端的金具上。在本申请的另一些实施例中，第二抱紧块36可以抱紧于第二金具14表面的绝缘封装层上。

在本申请的一些实施例中，第二压紧块37可以通过螺栓固定在第二环形固定块35上，从而通过螺栓的预紧力将第二抱紧块36抵入第二环形固定块35与第二金具14之间。可以理解地，第二压紧块37还可以通过螺栓固定在第二绝缘壳体31上，利用螺栓在第二绝缘壳体31与第二压紧块37之间的预紧力将第二抱紧块36抵入第二环形固定块35与第二金具14之间。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9以及图10，图10示出了本申请实施例中第二抱紧块36的一种结构示意图，第二通孔351的内径沿指向中继线圈12的方向（如图9所示第二压紧块37的抵紧方向）逐渐减小；第二抱紧块36垂直于第二通孔351的轴线的横截面积沿指向中继线圈12的方向（如图9所示第二压紧块37的抵紧方向）逐渐减小。

例如，以第二通孔351为圆形孔为例，第二通孔351为内径沿第二压紧块37的抵紧方向逐渐减小的圆锥形孔，第二抱紧块36与第二通孔351接触的外壁面为锥形弧面，因此当第二压紧块37压紧第二抱紧块36沿抵紧方向移动时，间隔布置的至少两个第二抱紧块36将靠拢从而抱紧第二金具14，最终实现接收组件30在第二金具14上的固定。

可以理解地，第二通孔351与第二抱紧块36的实施方式并不限于此，例如，第二通孔351还可以为方锥形孔，第二抱紧块36的外壁面为方锥形孔配合的斜面。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9以及图10，其中，第二抱紧块36具有绕第二金具14周向方向间隔布置的多个第二抱紧部361，以及沿第二抱紧块36的外周连接相邻的第二抱紧部361的第二连接部362；其中，当第二压紧块37压紧第二抱紧块36时，相邻的第二抱紧部361背离第二连接部362的端部相互合拢，以减小第二抱紧块36的内周直径并抱紧第二金具14。

需要说明的是，由于第二抱紧块36垂直于第二通孔351的轴线方向的横截面积沿第二压紧块37的抵紧方向逐渐减小，那么当第二压紧块37压紧第二抱紧块36时，由于受到第二通孔351内壁面的挤压，相邻的第二抱紧部361在背离第二连接部362的端部将相互合拢，从而减小第二抱紧块36的内周直径并使得多个第二抱紧部361呈环形抱紧第二金具14，也就是说，对于第二抱紧块36而言，第二抱紧块36可以在第二压紧块37的抵紧下呈环形抱紧第二金具14，实现对第二金具14的周向多点固定，从而有利于提高第二压紧块37与第二金具14之间的固定牢固性，使得接收组件更加可靠地固定在第二金具14上。

值得注意的是，上述关于模块化的多中继无线传能系统结构的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程中，本领域技术人员在本申请的指导下还可以做出等同的修改设计或者进一步，例如，在图7中，第一均压环28通过一体的金属支臂固定在第一环形固定块25上，在一些可能的实施例中，第一均压环28还可以呈环形固定在第一环形固定块25的外周；又例如，在各密封处采用密封圈和/或者封胶处理，以进一步提高发射组件20和/或者绝接收组件30的防水性。

进一步地，为了更好的实施本申请实施例中模块化的多中继无线传能系统结构，在模块化的多中继无线传能系统结构的基础上，本申请还提供一种电线路在线监测系统，包括：电源、如上述任一实施的模块化的多中继无线传能系统结构以及在线检测设备，模块化的多中继无线传能系统结构与电源电连接，在线监测设备与模块化的多中继无线传能系统结构电连接，以使得电源通过模块化的多中继无线传能系统结构为在线监测设备供电。由于本申请实施例中的电线路在线监测系统因设置有上述实施例的模块化的多中继无线传能系统结构，从而具有上述模块化的多中继无线传能系统结构的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

以上对本申请实施例所提供的一种模块化的多中继无线传能系统结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，包括：

中继传能组件（10），所述中继传能组件（10）包括芯棒（11）以及相对于所述芯棒（11）呈环形布置的中继线圈（12），所述芯棒（11）与所述中继线圈（12）一体化绝缘封装，所述芯棒（11）的两端分别设置有第一金具（13）以及第二金具（14）；

发射组件（20），所述发射组件（20）包括第一绝缘壳体（21）以及发射线圈（22），所述第一绝缘壳体（21）呈环形可拆卸地安装于所述第一金具（13）上；

接收组件（30），所述接收组件（30）包括第二绝缘壳体（31）以及接收线圈（32），所述第二绝缘壳体（31）呈环形可拆卸地安装于所述第二金具（14）上；

其中，所述发射线圈（22）固定于所述第一绝缘壳体（21）内且相对于所述第一金具（13）呈环形布置，所述接收线圈（32）固定于所述第二绝缘壳体（31）内且相对于所述第二金具（14）呈环形布置。

2.如权利要求1所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一绝缘壳体（21）内部设置有由导体制成的第一电磁屏蔽盒（23）；

所述第一电磁屏蔽盒（23）内部设置具有逆变电路的第一电路板，第一电路板与所述发射线圈（22）电连接。

3.如权利要求2所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一电磁屏蔽盒（23）呈非环形布置于所述第一绝缘壳体（21）内；

所述第一电磁屏蔽盒（23）与所述发射线圈（22）分别设置于所述第一绝缘壳体（21）相对的内壁面。

4.如权利要求3所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一绝缘壳体（21）内部还设有由绝缘材料制成的第一线圈固定环（24）；

所述第一线圈固定环（24）将所述第一绝缘壳体（21）的内部空间沿所述芯棒（11）轴线分隔为第一腔室（201）以及第二腔室（202）；

所述发射线圈（22）设置于所述第一腔室（201）内，所述第一电磁屏蔽盒（23）设置于所述第二腔室（202）内。

5.如权利要求2所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述发射组件（20）还包括第一环形固定块（25）、第一压紧块（27）以及至少两个第一抱紧块（26）；

所述第一环形固定块（25）固定于所述第一绝缘壳体（21）上，所述第一环形固定块（25）具有第一通孔（251），所述第一金具（13）穿设于所述第一通孔（251）内；

至少两个所述第一抱紧块（26）围绕所述第一金具（13）环形间隔布置，所述第一压紧块（27）抵紧所述第一抱紧块（26）以使得至少两个所述第一抱紧块（26）填充于所述第一环形固定块（25）与所述第一金具（13）之间。

6.如权利要求5所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一环形固定块（25）以及所述第一抱紧块（26）具有导电性；

其中，所述第一抱紧块（26）与所述第一金具（13）电接触，以使得所述第一环形固定块（25）、所述第一抱紧块（26）与所述第一金具（13）形成等势体，所述第一环形固定块（25）以及所述第一抱紧块（26）位于所述发射线圈（22）远离所述中继线圈（12）的一侧。

7.如权利要求5所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一通孔（251）的内径沿指向所述中继线圈（12）的方向逐渐减小；

所述第一抱紧块（26）垂直于所述第一通孔（251）的轴线的横截面积沿指向所述中继线圈（12）的方向逐渐减小。

8.如权利要求7所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第一抱紧块（26）具有绕所述第一金具（13）周向方向间隔布置的多个第一抱紧部（261），以及沿所述第一抱紧块（26）的外周连接相邻的所述第一抱紧部（261）的第一连接部（262）；

其中，当所述第一压紧块（27）压紧所述第一抱紧块（26）时，相邻的所述第一抱紧部（261）背离所述第一连接部（262）的端部相互合拢，以减小所述第一抱紧块（26）的内周直径并抱紧所述第一金具（13）。

9.如权利要求6所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述发射组件（20）还包括第一均压环（28）；

所述第一均压环（28）位于所述发射线圈（22）的外周，所述第一均压环（28）与所述第一环形固定块（25）电连接，以使得所述第一均压环（28）与所述第一金具（13）形成等势体。

10.如权利要求1所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第二绝缘壳体（31）内部设置有由导体制成的第二电磁屏蔽盒（33）；

所述第二电磁屏蔽盒（33）内部设置具有整流电路的第二电路板，第二电路板与所述接收线圈（32）电连接。

11.如权利要求10所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第二电磁屏蔽盒（33）呈非环形布置于所述第二绝缘壳体（31）内；

所述第二电磁屏蔽盒（33）与所述接收线圈（32）分别设置于所述第二绝缘壳体（31）相对的内壁面。

12.如权利要求11所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第二绝缘壳体（31）内部还设有由绝缘材料制成的第二线圈固定环（34）；

所述第二线圈固定环（34）将所述第二绝缘壳体（31）的内部空间沿所述芯棒（11）轴线分隔为第三腔室（301）以及第四腔室（302）；

所述接收线圈（32）设置于所述第三腔室（301）内，所述第二电磁屏蔽盒（33）设置于所述第四腔室（302）内。

13.如权利要求10所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述接收组件（30）还包括第二环形固定块（35）、第二压紧块（37）以及至少两个第二抱紧块（36）；

所述第二环形固定块（35）固定于所述第二绝缘壳体（31）上，所述第二环形固定块（35）具有第二通孔（351），所述第二金具（14）穿设于所述第二通孔（351）内；

至少两个所述第二抱紧块（36）围绕所述第二金具（14）环形间隔布置，所述第二压紧块（37）抵紧所述第二抱紧块（36）以使得至少两个所述第二抱紧块（36）填充于所述第二环形固定块（35）与所述第二金具（14）之间。

14.如权利要求13所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第二通孔（351）的内径沿指向所述中继线圈（12）的方向逐渐减小；

所述第二抱紧块（36）垂直于所述第二通孔（351）的轴线的横截面积沿指向所述中继线圈（12）的方向逐渐减小。

15.如权利要求14所述的模块化的多中继无线传能系统结构，其特征在于，所述第二抱紧块（36）具有绕所述第二金具（14）周向方向间隔布置的多个第二抱紧部（361），以及沿所述第二抱紧块（36）的外周连接相邻的所述第二抱紧部（361）的第二连接部（362）；

其中，当所述第二压紧块（37）压紧所述第二抱紧块（36）时，相邻的所述第二抱紧部（361）背离所述第二连接部（362）的端部相互合拢，以减小所述第二抱紧块（36）的内周直径并抱紧所述第二金具（14）。