TWI488401B - 能量收集器件及用於為電器件供電之方法 - Google Patents

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Description

能量收集器件及用於為電器件供電之方法
本發明大體而言係關於供電電組件，且更特定言之，係關於藉由自電力線收集電力來可靠地且具成本效益地為該電力線上之器件供電。
相關專利申請案
本非臨時專利申請案係2007年11月2日申請之題為「Communicating Faulted Circuit Indicator Apparatus And Method Of Use Thereof」之美國專利申請案第11/982,588號的部分接續申請案。本申請案亦根據35 U.S.C.§ 119規定主張2008年10月8日申請之題為「Power Line Energy Harvesting Power Supply」的美國臨時專利申請案第61/103,603號的優先權。本申請案與2009年9月29日申請之題為「Overhead Communicating Device」之美國專利申請案第12/569,343號有關。上述優先權及相關申請案中之每一者之完整揭示內容特此以引用的方式完全併入本文中。
隨著公用事業推動將智慧型器件添加至其網路，置於電力網格上之器件之實施已得以擴展。經整合之器件可監視、控制、計量、傳達，或執行關於該網格之組件之若干其他功能。舉例而言，電力線通信中繼器常常用於農村地區以自自動計量基礎架構(AMI)傳輸資訊。
電力線通信中繼器及電力線上之其他通信器件需要電力以運作。然而，電源並非廣泛可用或不便於為此等器件或 其通信無線電供電。為此等器件供電之傳統方法涉及電池組、太陽能電池及/或電力變換器之使用。
此等電源不可靠且昂貴。電池組具有有限之供電能力且無法提供電力線上之大多數器件所需的正在進行之電力。太陽能電池可補充儲存器件中之電力。然而，歸因於污染、日間長度、天氣、雪及許多其他因素，太陽能電池不可靠且不可足夠持久地保全於電力線環境中。雖然電力變換器通常可靠，但其過於昂貴。另外，因為大多數電子器件不需要顯著電力以運作，所以電力變換器之安裝極為低效。
因此，此項技術中存在對用於電力線上之器件的改良之電源的需要。詳言之，存在對用於電力線上之通信器件的可靠的、具成本效益之電源供應器的需要。
一種電力線監視器件可包括一電流變換收集器(「CTH」)，該電流變換收集器可容易地緊固至一先前存在之電力網格上之一電導體而不損害該電導體或該電力網格之完整性。該CTH包括一電流變換器(「CT」)，該電流變換器經由磁通量自其緊固至之該導體俘獲能量。與該CT相關聯之電路將由該CT俘獲之該能量轉換成可由一或多個其他電器件使用之能量。舉例而言，該能量可為一與該CT及/或該導體相關聯之感測器、監視器、無線電及/或其他器件供電。
該CT大體上為圓形形狀且包括稱為「分裂核心」之兩 個等半，該兩個等半允許將該CT容易地附接至該導體而不必斷開該導體在其中操作之電路。該等等半中之每一者在本文中稱作一「分裂核心部分」。該等分裂核心部分中之一者可包括一電線之一繞組，該繞組纏繞該分裂核心部分之一部件。當將該CT附接至該導體時，該導體中之一交流電流可產生一圍繞該導體且穿過該分裂核心部分之該繞組之磁場。該CT可利用該磁場在該繞組上形成一感應電流。該CTH之一電連接器可將此感應電流導引至該電路。
該電路可包括一前置調節器電路，該前置調節器電路接收來自該CT之該電流且產生一匹配該CT之一電力曲線之電壓。該前置調節器之一輸出耦接至一切換調節器，該切換調節器可將該電壓調節成一適合於一電器件(諸如，一通信器件或其他器件)之輸出電壓。該電路亦可包括一能量儲存器件(諸如，一可再充電電池組或一超級電容器)，該能量儲存器件在該導體不供應充足量之能量時可提供電力至該電器件。該能量儲存器件可連接至該前置調節器之該輸出以允許該能量器件在該電器件汲取比該CT收集之電力少之電力時充電。
該CTH之一夾持機構可經由一對經彈簧偏置之夾持臂將該CTH緊固至該導體。該夾持機構可包括一致動器臂，該致動器臂將該等夾持臂固持為打開以收納該導體且釋放該等夾持臂以閉合於該導體上且大體上圍繞該導體。每一夾持臂可包括一具有夾持槽之夾持墊，該等夾持槽有助於最小化該導體相對於該CTH之運動。每一夾持臂可包括一用 於安裝各種大小之夾持墊以允許該CTH附接至不同大小之導體的構件。
該CTH及其相關聯之電路可耐受惡劣環境以提供可靠操作。舉例而言，該CT及該CTH之其他組件可經由一模製製程來封閉，該模製製程亦可提供用於允許該CT打開並圍繞該電導體之各種機械構件。另外，該CTH之一外殼可囊封與該CT相關聯之該電路以保護該電路及其他組件免受環境影響。該CTH之至少一些組件可由可耐受至雨、冰、雪、太陽、風及其他環境狀況之曝露的材料建構。
在一實施例中，一種用於自一電力線導體收集能量之能量收集器件包括一電流變換器，該電流變換器具有一安置於其上之電繞組且經組態以經由由該電力線導體上之交流電流產生之磁通量能量接收該電繞組上之一感應電流；及一電路，其電耦接至該電繞組且經組態以將該所接收之感應電流轉換成一供一電器件消耗之電能。
在另一實施例中，一種用於使用由一CTH自一電力線俘獲之能量為一電器件供電而不修改該電力線之方法包括自一由一在該電力線中流動之電流產生之磁場接收一電繞組上之一感應交流電流，該電繞組安置於一電流變換器上；將該感應交流電流導引至一耦接至該繞組之整流器電路；由該整流器電路將該感應交流電流轉換成一直流電流；由一切換調節器將一與該直流電流相關聯之電壓位準調節至該電器件之一電壓位準；及將處於該電壓位準之該直流電流導引至該電器件。
對於一般熟習此項技術者而言，在考慮如目前所感知的舉例說明用於執行本發明之最佳模式之說明性實施例的以下詳細描述後，本發明之此等及其他態樣、目標、特徵及實施例將變得顯而易見。
為了更完整地理解本發明及其優點，現在結合如下簡要描述之附圖參考以下描述。
例示性實施例提供一種電力線監視器件，其包括一電流變換收集器(「CTH」)，該電流變換收集器能夠自一先前存在之電力網格上之一導體產生電力而不變更該導體或該先前存在之電力網格。該CTH包括一電流變換器(「CT」)，該電流變換器經由磁通量自該導體俘獲能量。該CT大體上為圓形且包括稱為一「分裂核心」之兩個等半，該兩個等半允許將該CT容易地附接至該導體而不斷開該導體在其中操作之電路。該CTH之一夾持機構可經由一對經彈簧偏置之夾持墊將該CTH緊固至該導體。該CTH包括將由該CTH俘獲之磁通量能量轉換成適合於供一電器件消耗之電能的電路。
現轉向圖式(在該等圖式中，相同數字貫穿諸圖指示相同元件)，詳細描述例示性實施例。圖1為描繪一根據特定例示性實施例之電力線監視器件100的方塊圖。監視器件100電連接至電力線116。本文中使用術語「電力線」來指代將電自一位置傳輸至另一位置之任何類型之電導體。舉例而言，電力線116可包括一或多個公用事業電纜，不管 是地上、地下還是其他。
通常，監視器件100與電力線116之間的連接由一夾持機構來提供，該夾持機構確保監視器件100與電力線116之間的強連接。監視器件100可以多種方式來供電。在特定例示性實施例中，監視器件100可藉由由監視器件100連接至之電力線116產生之磁場以及電池組來供電，倘若附接之電力線116中之電流經中斷，則電池組可為監視器件100供電。替代電源供應器包括(但不限於)太陽能、振動、射頻能量、熱能、通過電力線116之電流、可再充電電池組或藉由使用電流變換器或藉由利用自受激導體至鄰近地之參考電壓自電力線中之電流收集能量的超級電容器。
監視器件100包含量測電力線116上之狀況之感測器102。在特定例示性實施例中，感測器102可即時或大致即時地量測電力線116上之電流及電壓。在特定替代例示性實施例中，可使用能夠量測用於可存在於電力線116或監視器件100本身上之狀況之任何合適參數的其他類型之感測器102，該等參數包括(但不限於)線路溫度、線路傾斜、周圍溫度、風速、電組件之液位、來自一受監視之變換器之溶解氣體含量或壓力、電池組狀態、頻率、諧波、零交叉、振動，及/或功率因數。感測器102可經組態以量測一或多個狀況。在特定例示性實施例中，可組合兩個或兩個以上感測器102以量測多個狀況。感測器102將量測結果傳達至控制器104。本文中使用術語「感測器資料」來指代自感測器102提供之任何資訊，包括自感測器102提供至控 制器104之任何量測結果。在特定例示性實施例中，監視器件100可電連接至中性線(未圖示)且感測器102可包含一用於尋找電流不平衡之電流感測器。
控制器104分析其所接收之感測器資料且回應於該資料而採取適當動作。在特定例示性實施例中，控制器104包括經程式化以分析感測器資料且適當地回應之微控制器。在特定替代例示性實施例中，控制器104包括能夠接收感測器資料且控制周邊系統(諸如，記憶體108、通信設施110，及指示器106)的任何合適之控制機構。舉例而言，控制器104可包含能夠確定已出現一故障事件之類比及/或數位電子裝置之任何組合。
在特定例示性實施例中，控制器104可經程式化以將感測器資料中之特定改變辨識為故障事件。舉例而言，控制器104可將超過一程式化臨限值之電流降落視為指示故障之存在。然而，控制器104可經程式化以將在電力線116上出現之任何狀況識別為指示一故障。舉例而言，控制器104可經程式化以將超過一預定臨限值之電流或電壓中之突波、超過一預定臨限值之溫度讀數及/或超過一預定臨限值之振動識別為一故障。該等臨限值可由在電傳輸或分配系統中使用監視器件100之公用事業公司來界定且可基於特定區域中之狀況而變化。若控制器104判定出現一故障，則其可將彼事實傳達至監視器件100之指示器106、記憶體108及/或通信設施110。在特定替代例示性實施例中，感測器102可包含用於判定是否出現一故障狀況且用 於向控制器104通知故障事件的電路。
在控制器104自感測器102接收感測器資料之實施例中，控制器104可進一步經程式化以識別在診斷傳輸或分配系統中之問題或低效率中對於公用事業公司而言可能有價值之特定其他資料。控制器104可經組態以將資料記錄於記憶體108中以供公用事業公司、線路技術員或另一有關方稍後分析。以實例說明之，電力線116上之一溫度增加可能不導致一故障事件，但可能指示電力線116或其附近之一些設備(諸如，變換器、電容器、電容器組、斷路器，及熔絲)已產生一在電力線116上產生額外電阻且降低效率之裂縫。類似地，控制器104可經程式化以監視在一特定時段內在電力線116上出現之零交叉。關於零交叉之資訊可用於識別可能指示一不穩定狀況之諧波及瞬時。因為控制器104(及/或感測器102)在出現故障之前已識別該狀況，所以公用事業公司可判定是否有必要進行矯正措施以改良傳輸系統之效能或防止可能導致至公用事業公司之用戶之電力的損失的故障。
控制器104可進一步經程式化以識別關於監視器件100本身之資料且將彼資料記錄於記憶體108中。舉例而言，控制器104可識別並記錄電池組狀態、地理座標、周圍溫度、風速、液位、溶解氣體含量、壓力，及/或公用事業公司可能關心之任何其他合適資料。
控制器104可進一步經組態以將故障判定傳達至指示器106且將故障判定及感測器資料傳達至通信設施110。若如 上文所描述，控制器104(及/或感測器102)判定已出現一故障事件，則控制器104可將彼資訊傳達至指示器106。另外，不考慮是否已確定故障事件，控制器104可將感測器資料傳達至記憶體108或通信設施110。
舉例而言，控制器104可經程式化以在一設定時段(例如，一天一次，不考慮資料之內容)經過之後傳輸來自感測器102之感測器資料。該程式化將允許公用事業公司具有關於傳輸或分配系統之效能之頻繁更新。控制器104亦可經程式化以在一設定時段(例如，一小時一次)經過之後儲存感測器資料且接著在一不同時段(例如，一天一次)內傳輸所儲存之資訊。控制器104亦可經程式化以與沿著電力線116或分配系統部署之其他感測器同步以便在貫穿一天之同步時間提供整個電力線116或分配系統之準確快照。感測器資料之記錄及傳輸之週期性係由公用事業公司自行判斷以滿足部署監視器件100之環境之特定需要。控制器104亦可經程式化以傳輸滿足上文所描述之故障或儲存狀況中之任一者的任何感測器資料。
指示器106可為裝設於監視器件100上且經定位以使得可自一距離檢視之顯示器。因此，指示器106可提供一已出現故障之可見指示。在特定例示性實施例中，該指示器可包含一高可見度顯示器件。然而，替代地，該指示器可為一液晶顯示器(LCD)或其他類似顯示器件。另外，指示器106可發出一可警示監視器件100之一般附近地區中之技術員監視器件100已偵測到一故障狀況的可聞聲音。另外， 或替代地，可聞指示器106可為可見指示器106。
記憶體108可為任何合適之儲存器件，諸如快閃記憶體或動態隨機存取記憶體(DRAM)。若控制器104判定應記錄感測器資料(諸如，當資料表示不尋常狀況或故障時)，則控制器104可將彼資料記錄於記憶體108中，且可視需要而記錄與該資料有關之資訊(諸如，量測資料之時間、記錄資料之FCI之地理座標、記錄資料時之周圍狀況，或FCI已量測或記錄之任何其他資料)。
記憶體108亦可儲存與監視器件100有關之資訊。舉例而言，在特定例示性實施例中，在安裝之後，記憶體108即可用監視器件100之大域座標來程式化。或者，記憶體108可儲存其他識別資訊，諸如(但不限於)安裝之街道地址、用於監視器件100之唯一識別符、網格座標，或用於附近之公用事業電桿或其他陸標之識別符。
通信設施110提供能夠將資料傳輸至遠端位置114之系統。在特定例示性實施例中，通信設施110與遠端位置114使用諸如GSM(全球行動通信系統)或CDMA(分碼多重存取)之蜂巢式技術通信。通信設施110亦可包括用於任何數目個無線或有線通信協定之組件，該等通信協定包括(但不限於)802.11標準、藍芽(IEEE 802.15.1)、ZigBee(IEEE 802.15.4)、網際網路協定、許可或未經許可之無線電、光纖或電力線載波通信技術中之任一者。通信設施110可提供將感測器資料傳達至遠端位置114之功能。
在特定例示性實施例中，遠端位置114可與公用事業公 司之中央辦公室有關且具有同時監視來自眾多監視器件100之通信饋電(communication feed)且將來自彼等饋電之資訊傳達至一負責修復及維護傳輸或分配系統之實體或個體的能力。在此實施例中，遠端位置114包含連接至公用事業公司之斷電管理系統之中央伺服器。在接收到故障或感測器資料之傳達後，伺服器即接著處理該資訊且在必要時將資料格式轉譯成一諸如(但不限於)分散式網路協定(DNP)、控制中心間通信協定(ICCP)、Multispeak或其他通信協定之適當格式。伺服器接著將資訊傳輸至斷電管理系統，在斷電管理系統中，可在公用事業公司控制台上檢視該資訊。伺服器或斷電管理系統亦可提供至可解決問題之個體之直接通信。舉例而言，在接收到關於故障之資訊後，系統即可自動地將一電子郵件訊息或電話呼叫引導至區域中之線路技術員，該線路技術員可在諸如無線電話、個人數位助理或其他合適之通信器件之行動通信器件上接收該訊息。
在特定替代例示性實施例中，遠端位置114可包含能夠產生可由公用事業公司存取之資訊(諸如，用圖形將資訊顯示給檢視者之全球資訊網網頁)之系統。在此實施例中，在接收到故障或感測器資料之傳達後，伺服器產生一網頁，該網頁若經存取則將彼資訊之一些或全部顯示給檢視者。公用事業公司代表可接著訪問該網頁以擷取資料。此實施例中之伺服器亦可經由電話或電子郵件訊息將通信提供至個體，如關於先前例示性實施例所描述。
在另一替代實施例中，遠端位置114可為一通信器件，諸如蜂巢式電話或個人數位助理(PDA)。遠端位置亦可為可經由網際網路存取之任何位置，諸如電子郵件位址。在此實施例中，通信設施110使用蜂巢式通信經由電話、短訊息服務(SMS)訊息或電子郵件與遠端位置114直接通信。在此實施例中，監視器件100可提供至處於解決由該通信引起之任何相關問題之位置的個體的直接通知。
通信設施110亦可促進兩個或兩個以上監視器件100之間的通信。當多個監視器件100定位於彼此之短距離內時，此實施例尤其有利。僅以實例說明之，可能需要在單一三相電力線上安裝三個監視器件100，以使得一監視器件100監視每一個別相位。在此種實施例中，可能需要在該等監視器件100中之一者之通信設施110中實施蜂巢式通信。該等監視器件100接著使用諸如藍芽、WiFi或ZigBee之短程無線協定或諸如電力線載波網路連接之有線協定彼此通信。若該等監視器件100中之一者(其中未安裝蜂巢式通信)偵測到一故障狀況，或判定應使用蜂巢式通信將感測器資料傳輸至遠端位置，則監視器件100可使用短程無線協定或有線協定傳輸至具有蜂巢式能力之監視器件100，且具有蜂巢式能力之監視器件100可將該傳輸中繼至遠端位置114。此多個監視器件100實施例亦可適用於彼此極接近地定位於不同電力線或其他設備上之監視器件100。「極接近」可係在短程無線協定或有線協定之通信距離內。
在例示性實施例中，重設介面112可具有用於監視器件 100之兩個相異重設指令：指示器重設及記憶體重設。指示器重設指令移除故障指示，而記憶體重設指令自記憶體108清除感測器資料中之至少一些。記憶體重設指令可包含指示記憶體之待清除之部分的參數。舉例而言，記憶體重設指令可指定：應僅清除在特定日期之前所記錄的感測器資料，應清除所有感測器資料，應清除感測器資料及與監視器件100有關之資訊，應清除除與監視器件100有關之資訊之外的所有資料，及/或識別應抹除哪個記憶體之其他合適參數。雖然指示器重設指令與記憶體重設指令兩者均可由相同事件觸發，但在一些例項中可能需要隔離地重設一者或另一者。
舉例而言，在特定例示性實施例中，控制器104可經程式化以藉由發布指示器重設指令而非記憶體重設指令來回應於在故障事件之後的適當電流流動之恢復。在此操作模式中，故障事件之記錄以及伴隨事件之狀況將留存於記憶體108中，即使已清除故障指示器106亦如此。可接著自記憶體108下載資訊並對資訊進行分析，且當目前無故障存在時，監視器件100將不指示一故障情形。因此，本發明可提供適當電流流動恢復時之自動重設，同時亦儲存可用於診斷及定位短暫或間歇性故障之資料。
另外，重設介面112可接收直接來自「現場」之技術員之重設指令。在特定例示性實施例中，技術員藉由啟動監視器件100或連接至監視器件100之鍵盤(未圖式)上之一或多個按鈕(未圖示)來提供重設指令。在特定替代例示性實 施例中，可經由切換或其他常見輸入技術(諸如，自電腦、PDA或蜂巢式電話)提供重設指令。
在特定例示性實施例中，感測器102、控制器104、記憶體108、通信設施110及重設介面112可提供於防風雨外殼內部，而指示器106安置於該外殼之外表面上以使得可自一距離檢視指示器106。在特定替代例示性實施例中，每一組件可安置於外殼內部或外殼外部。可用一夾持機構將外殼夾持至電力線116，且可在邏輯上將感測器102耦接至該夾持機構之一部分。
圖2為說明一根據特定例示性實施例的用於使用圖1之監視器件100傳達有故障電路指示器資訊之方法200的流程圖。將參看圖1及圖2來描述方法200。
在步驟205中，感測器102自電力線116、監視器件100或其周圍搜集資料。在步驟210中，控制器104分析所搜集之資料以判定所搜集之資料是否構成一故障，是否應報告該資料，及/或是否應將該資料儲存於記憶體108中。
在步驟215中，控制器104基於在步驟210中所進行之分析判定是否已出現一故障狀況。若控制器104在步驟215中判定已出現一故障狀況，則方法200分枝至步驟220。在步驟220中，控制器104將故障狀況之存在傳達至指示器106，指示器106顯示已出現故障之指示。方法200接著進行至步驟225。
返回至步驟215，若控制器104判定未出現一故障狀況，則方法200直接分枝至步驟225。
在步驟225中，控制器104判定所搜集之資料及/或故障狀況是否使得需要報告。在特定例示性實施例中，控制器104可經程式化以基於資料本身或基於其他因素(諸如，一設定時段之經過，或來自公用事業公司之直接要求)作出此判定。若需要報告，則方法200分枝至步驟230，在步驟230中，控制器104將感測器資料及/或故障資訊連同通信指令一起傳達至通信設施110，通信設施110將所搜集之資料及/或故障資訊傳輸至遠端位置114。下文中將參看圖3進一步詳細描述步驟230。方法200接著進行至步驟235。
返回至步驟225，若控制器104判定不應報告該資料，則方法200直接分枝至步驟235。
在步驟235中，控制器104判定是否應將所搜集之資料及/或故障資訊儲存於記憶體108中。可基於控制器之程式化來作出該判定，如上文關於圖1所描述。若是，則方法200分枝至步驟240，在步驟240中，控制器104將所搜集之資料及/或故障資訊儲存於記憶體108中。方法200接著進行至步驟245。
返回至步驟235，若控制器104判定不需要儲存，則方法200直接分枝至步驟245。
在步驟245中，控制器104判定是否已觸發一重設。若已觸發一重設，則方法200分枝至步驟250，在步驟250中，控制器104可清除故障指示、記憶體108，或故障指示與記憶體108兩者。下文中參看圖4進一步詳細論述步驟250之重設程序。
方法200接著進行至步驟255。返回至步驟245，若控制器104判定尚未觸發一重設，則方法200直接分枝至步驟255。
在步驟255中，控制器104判定是否繼續監視電力線116。若是，則方法200分枝返回至步驟205。若否，則方法200結束。
圖3為說明一根據特定例示性實施例的用於將資訊自電力線監視器件100傳輸至遠端位置114之方法230的流程圖。舉例而言，方法230可用於將故障資訊及/或資料傳輸至遠端位置114，如在圖2之步驟230中所提及。將參看圖1及圖3來描述例示性方法230。
在步驟305中，控制器104基於其程式化判定待傳輸之資料。舉例而言，若一故障事件觸發該傳輸，則此資料可包括關於故障之資訊。該資料亦可與感測器102之量測結果或關於監視器件100之其他資訊(諸如，其大域座標)有關。
在步驟310中，若待傳輸之資料中之任一者駐留於記憶體108中，則控制器104擷取彼資料。在步驟315中，控制器104將資料傳輸至通信設施110。
在步驟320中，控制器104基於其程式化判定是否應將資料傳輸至遠端伺服器或其他類似系統。若控制器104判定不應將資料傳輸至遠端伺服器，則方法230分枝至步驟335。然而，若控制器104在步驟320中判定應將資料傳輸至遠端伺服器，則方法230分枝至步驟325，在步驟325中，通信設施110將資料傳輸至遠端伺服器。在特定例示 性實施例中，用蜂巢式通信執行資料傳輸，但在其他實施例中，傳輸可為上文關於圖1所描述之無線傳輸協定或有線傳輸協定中之任一者。方法230接著進行至步驟330。
在步驟330中，遠端伺服器將資料傳達至個體或公用事業公司之斷電管理服務以允許個體或公用事業公司回應於該資料。下文中參看圖5進一步詳細論述步驟330之通信特徵。方法230接著進行至步驟335。
在步驟335中，控制器104基於其程式化判定是否應將資料傳輸至諸如線路技術員之個體。若控制器104判定不應將資料傳輸至一或多個個體，則方法返回至圖2之步驟235。然而，若控制器104判定應將資料傳輸至個體，則方法230分枝至步驟340，在步驟340中，通信設施110使用蜂巢式協定將資料傳輸至一或多個個體。舉例而言，通信設施110可對該一或多個個體發出一電話呼叫。然而，在特定例示性實施例中，通信設施110可將一文字訊息或電子郵件訊息直接發送至一或多個具有蜂巢式能力之器件(諸如，電話或個人數位助理)。方法230接著進行至圖2之步驟235。
圖4為說明一根據特定例示性實施例之用於清除故障事件及線路狀態歷史之方法250(如在圖2之步驟250中所提及)的流程圖。將參看圖1及圖4來描述方法250。
在步驟405中，控制器104基於其程式化判定一重設信號是否指示清除記憶體108。如上文所描述，多種事件可觸發一重設，且公用事業公司可能希望使一些事件重設記憶 體108之至少一部分，而其他事件僅重設故障指示。若控制器104判定所接收之重設信號不指示重設記憶體108，則方法250進行至步驟415。
然而，若控制器104判定所接收之重設信號確實指示重設記憶體108，則方法250分枝至步驟410，在步驟410中，控制器104基於該重設信號中之指令自記憶體108清除資料之至少一部分。方法250接著進行至步驟415。
在步驟415中，控制器104判定重設信號是否指示清除故障指示器106。若控制器104判定所接收之重設信號不指示重設故障指示器106，則方法250分枝至圖2之步驟255。
然而，若控制器104判定所接收之重設信號指示重設故障指示器106，則方法250分枝至步驟420，在步驟420中，控制器104自故障指示器106清除已出現故障之任何指示。在清除故障指示之後，方法250進行至圖2之步驟255。
圖5為說明一根據特定例示性實施例之用於將資料傳達至個體及/或斷電管理系統之方法330的流程圖。圖5假定已偵測到一故障或所關心之其他資訊且已將其傳輸至中央伺服器。將參看圖1及圖5來描述方法330。
在步驟505中，判定伺服器是否可聯繫公用事業公司之斷電管理系統(OMS)。若伺服器可聯繫斷電管理系統，則方法330進行至步驟510，在步驟510中，伺服器將資料傳輸至OMS。OMS可接著將資料顯示給公用事業公司之現有系統上之操作者。若伺服器無法聯繫公用事業公司之OMS，則方法330分枝至步驟515。遠端伺服器亦具有出於 歷史目的儲存所有傳入之資訊之能力。此資料歷史庫(data historian)可用於分析及改良公用事業系統效能。
在步驟515中，判定伺服器是否可直接聯繫個體。若伺服器無法直接聯繫個體，則方法330進行至步驟520，在步驟520中，伺服器經由電話呼叫、文字訊息、電子郵件訊息或其他類似形式之通信將資料傳輸至個體。若在步驟515中判定伺服器不應聯繫個體，則方法330分枝至步驟525。
在步驟525中，伺服器可產生用於公用事業公司之經傳輸之資料的替代表示。在特定例示性實施例中，伺服器產生公用事業公司可經由標準網際網路瀏覽器或其他網路通信機構訪問之網頁或適合於網際網路傳輸之其他內容。網頁將以圖形或文字形式呈現由監視器件100傳輸之資料。此方法亦允許經由電話呼叫、文字訊息、電子郵件及其他類似形式之通信呈現資訊。一旦產生替代表示，方法330即進行至步驟530。
在步驟530中，判定傳輸監視器件100之位置。在特定例示性實施例中，自資料本身來判定此資訊，資料本身較佳含有監視器件100之地理座標或安裝監視器件100之地址。或者，可藉由解析監視器件100之唯一識別符來判定監視器件100之位置，該唯一識別符係與資料一起使用包括監視器件100唯一識別符與位置之間的關聯之表格或其他資料庫進行傳輸。在判定傳輸監視器件100之位置之後，方法330進行至步驟535，在步驟535中，線路技術員進行任 何必要之修復。
圖6至圖10說明根據特定例示性實施例之電力線監視器件600。參看圖6至圖10，監視器件600包括耦接至外殼620之CT 610。CT 610經組態以量測流經電導體660(圖8)之交流電流。舉例而言，電導體660可包括電力線或中性線或監視器件600耦接至之其他導電部件。如下文所描述，CT 610經組態以收集自由流經導體660之電流產生之磁場俘獲的能量。
如最佳在下文所描述之圖14至圖16中看見，CT 610包括纏繞磁心805之一部分之繞組905。流經導體660之電流產生一圍繞導體660延伸且穿過繞組905之磁場。此所產生之磁場感應出至繞組905上之二次電流，該二次電流與流經電導體660之電流除以繞組905中之匝數成正比。
如受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，CT通常包括一次繞組與二次繞組兩者。在圖6至圖10中所描繪之例示性實施例中，電導體660及繞組905分別充當CT 610之一次繞組及二次繞組，儘管事實為電導體660為相異於CT 610之組件。因此，本文中使用術語「CT」來指代量測導體之電流且自導體收集能量之電器件，該導體可為CT之一部分或與CT分離之組件。
監視器件600包括將由CT 610俘獲之能量轉換成有用能量之電路700(圖11)。電路700亦可包括一或多個感測器及/或通信器件，該等感測器及/或通信器件中之每一者可分別類似於上文參看圖1至圖5所描述之感測器102及通信設 施110。或者，該等感測器及/或通信器件可獨立於電路700但與器件600相關聯或併入器件600中。舉例而言，該等器件可安置於外殼620內。在特定例示性實施例中，電路700裝設於安置於外殼620內之電路板3405(圖34)上。下文參看圖11描述電路700。
由電路700提供之有用能量可為與CT 610相關聯之一或多個器件供電。舉例而言，該(等)器件可包括一或多個感測器(例如，壓力、聲音、位準、濕氣、溫度等，諸如感測器102)、蜂巢式數據機、衛星收發器、指示器件(例如，燈)、監視器、無線電及/或其他通信器件(諸如，通信設施110)，及使用電能運作之其他器件。該(等)器件可定位於外殼620內或外殼620之外部。舉例而言，該(等)器件可定位於電路板3405上或鄰近於電路板3405。在該(等)器件包括無線電傳輸器或其他通信器件之實施例中，監視器件600可包括致能該器件與最接近於監視器件600或遠離監視器件600定位之另一器件之間的通信之天線650。天線650可經由維持外殼620之實體完整性之天線連接器655耦接至外殼620。
如下文所描述，電連接器670可將二次電流自繞組905導引至電路700。舉例而言，CT 610之繞組905可經由電連接器670電耦接至電路700。電連接器670通常包括兩個絕緣電引線670A及670B(圖16)。在特定例示性實施例中，電連接器670可安置於一保護電連接器670免受環境影響之剛性結構(諸如，管道)中。CT 610及外殼620可經調適以收納電 連接器670而不損害CT 610或外殼620之完整性。
在特定例示性實施例中，耦接至外殼620之夾持機構630將監視器件600緊固至電導體660。如下文更詳細描述，夾持機構630將監視器件600緊固至導體660而不損害導體660或導體660在其中操作之系統之完整性。亦即，夾持機構630將監視器件600緊固至導體660而不自導體660解除連接或移除電力。在特定例示性實施例中，夾持機構630以大體上類似於題為「Releasable Sensor for Conductor Fault Detection Including a Rigid Trigger Arm」之美國專利第5,397,982號(其完整揭示內容藉此以引用的方式完全併入本文中)中所揭示之方式的方式運作。
在特定例示性實施例中，外殼620包括使用「電棒」(未圖示)促進監視器件600與導體660之連接及解除連接的拉孔(pulling eye)640。拉孔640包括在連接或解除連接期間收納電棒之執握鉤的部件。雖然在諸圖中說明為具有大體上「U」形形狀，但受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，拉孔640可具有諸多不同形狀及組態中之任一者。拉孔640可耦接至外殼620或整合至外殼620。
夾持機構630包括本體部分635及兩個夾持臂632A及632B。當夾持機構630處於閉合位置中時，夾持臂632A及632B將導體660抵靠本體部分635而緊固。每一夾持臂632A及632B分別包括一夾持彈簧631A及631B。夾持彈簧631A及631B經偏置以維持夾持臂632A與632B處於閉合位置中，直至強制使其打開為止。
如最佳在圖8中可見(圖8說明圍繞導體660處於打開位置中之夾持機構630)，夾持機構630亦包括附接至夾持臂632A之致動器臂690。致動器臂690將夾持臂632A與632B固持為打開同時將監視器件600緊固至導體660。當夾持臂632A與632B遠離本體部分635旋開時，致動器臂690之自由側690A定位於夾持臂632B之收容器691中。收容器691將致動器臂690固持於適當位置中，藉此防止夾持臂632A與632B閉合。可藉由在本體部分635之方向上對致動器臂690施加一力來將致動器臂690自收容器691釋放。
為了將監視器件600緊固至導體660，可將監視器件600壓抵導體660，夾持臂632A與632B安置於打開位置中，且致動器臂690安置於收容器691中。導體660壓抵致動器臂690之力將致動器臂690自收容器691釋放。夾持彈簧631A及631B又用以圍繞導體660閉合夾持臂632A與632B。
如下文參看圖27至圖32更詳細論述，夾持臂632A及632B分別包括夾持墊633A及633B。夾持墊633A及633B包括大體上垂直於導體660之縱軸延伸之凸起夾持槽910(圖28)。夾持槽910有助於藉由增加導體660與夾持臂632A及632B之間的表面張力來最小化導體660相對於夾持臂632A及632B之運動。在特定例示性實施例中，夾持機構630之本體部分635亦包括有助於最小化導體660之運動之凸起槽695。
如最佳在圖7中可見，CT 610包括當CT 610處於閉合位置中時彼此鄰近之兩個CT臂612A及612B。CT臂612A及 612B分別包括磁心部分805及815。下文參看圖12至圖16詳細描述CT核心部分805及815。如最佳在圖8中可見，CT臂612A及612B在操作中環繞導體660以使得由流經導體660之電流產生之磁場延伸穿過安置於CT臂612A上之繞組905。該磁場感應出至繞組905上之電流，該電流經導引至電路700。
每一CT臂612A、612B包括一大體上狹長部件，一進入突出物(entry projection)613A、613B分別自該狹長部件延伸。進入突出物613A及613B以促進CT臂612A與612B在導體660作用於進入突出物613A及613B上時打開之方式定向。為了將CT 610緊固至導體660，將CT 610朝向導體660移動以將導體660定位於由進入突出物613A及613B界定之「V」形區域618中。當導體660壓抵進入突出物613A及613B時，在V形區域618中，進入突出物613A與613B移動以彼此隔開，藉此使得CT臂612A與612B打開。一旦CT臂612A與612B打開，導體660即可進入安置於CT臂612A與612B之間的CT空腔619中。一旦導體660通過CT臂612A及612B之內表面，CT臂612A與612B即閉合，從而環繞導體660。
CT臂612A及612B經彈簧偏置以在靜止時保持處於閉合位置中。具體言之，CT臂612A及612B中之每一者耦接至一或多個彈簧(諸如，彈簧611A及611B)，以便在靜止時維持CT臂612A及612B處於閉合位置中。在特定例示性實施例中，彈簧611A及611B中之一者或兩者在導體660與外殼 620中之電路之間產生一導電路徑以確保該電路之參考電壓與導體660之參考電壓相同。在該等實施例中，當導體660定位於CT 610中時，CT彈簧611A與611B兩者接觸導體660。因為導體660與CT彈簧611A及611B接觸，所以導體660與輔助監視器件600功能之電路中之電節點接觸。
鄰近於進入突出物613A及613B，每一CT臂612A、612B之內表面包括一退出面614A、614B。退出面614A及614B以類似於進入突出物613A及613B在將CT 610自導體660移除時之方式之方式起作用。當一力作用於監視器件600上以將監視器件600自導體660移除時，退出面614A及614B輔助克服CT臂612A及612B上之彈簧力，藉此迫使CT臂612A與612B進入打開位置中。一旦CT臂612A與612B處於打開位置中，即可將CT 610自導體660移除。當將CT臂612A及612B自導體660釋放以使得導體660不再安置於CT臂612A與612B之間時，CT臂612A及612B可返回至閉合位置。
CT臂612A與612B及CT彈簧611A與611B經組態以使得當CT 610處於閉合位置中時，安置於CT臂612A與612B之末端表面612AA與612BA(分別在進入點618處)之間的氣隙617A之大小最小。類似地，安置於CT臂612A與612B之末端表面(與進入點618相對)(未圖示)之間的氣隙之大小可為最小。在特定例示性實施例中，每一氣隙可具有小於千分之一吋之寬度，其中每一氣隙之寬度係自鄰近氣隙之一側之CT臂612A末端表面至鄰近氣隙之另一側之CT臂612B末 端表面量測。氣隙之最小大小允許CT 610自導體收集更多磁通量能量，因為較大氣隙減少可收集之可用能量之量。
可以多種不同方式中之任一者將監視器件600安裝於電導體660上。在特定例示性實施例中，藉由以下操作來安裝監視器件600：使夾持機構630打開，用致動器臂690將夾持臂632A與632B固持為打開，且，當致動器臂690與導體660之第一區段660B之外表面660A接觸時，使夾持機構630閉合以將監視器件600緊固至導體區段660B。一旦將監視器件600緊固至導體區段660B，即可藉由在進入點618處施加一力以使CT臂612A與612B打開且藉此允許導體660之第二區段660C進入CT空腔619中來將CT 610安裝於導體660上。如上文所闡述，一旦導體區段660C進入CT空腔619中，CT臂612A與612B即閉合，藉此環繞導體區段660C。
一旦導體區段660C安置於CT空腔619中且夾持機構630緊固導體區段660B，CT 610即能夠將由導體660產生之磁通量中所含有之能量轉換成可由其他器件使用之電能。當試圖自CT 610產生可用能量同時不影響CT 610量測電流之能力時，引起若干問題。
在特定例示性實施例中，CT 610之電路經組態以自輕負載分配電力線收集能量且自重負載線路耗散過剩能量。該電路包括一利用CT 610之最佳功率點之經調節之電源供應器。此最佳功率點係基於核心材料之磁導率、核心之橫截面面積、纏繞核心之橫截面面積之導線匝數、分離核心等 半之氣隙、輸入級之阻抗、電路之諧振頻率，及諸如導線電阻、切換效率及其他電因數之其他因素。可計算或根據經驗判定此最佳功率點。
由CT 610俘獲之能量可用一或多個電容器(未圖示)或其他能量儲存機構來儲存。在特定例示性實施例中，一調節器(未圖示)防止每一電容器上之電荷超過將會損壞CT 610之電路之電壓位準。可將此經調節之電壓饋入至一切換調節器(未圖示)，該切換調節器將電壓調節至由CT 610供電之另一器件(未圖示)(諸如，感測器102及/或通信設施110(如上文結合圖1至圖5所論述))之輸出電壓且將與CT 610相關聯之一電池組(未圖示)或其他能量儲存器件充電至該經調節之電壓。電路可用於控制切換調節器以在如上文所闡述而判定之最佳操作電壓下工作。由CT 610俘獲之能量可用於由其他器件處理。
包括圖11A及圖11B之圖11描繪根據特定例示性實施例的由監視器件600利用以處理所俘獲之能量的電路700。本文中參看圖6至圖11描述電路700。如上文所論述，藉助於電連接器670將由CT 610提取之磁通量能量導引至外殼620中之電路板。在特定例示性實施例中，電路板可包括電路700及與監視器件600相關聯之任何其他電路。
在特定例示性實施例中，電路700包括用於調節電流及電壓之構件。此調節功能性解決由CT 610提取之能量之變化。舉例而言，該等變化可包括流經導體660之電流的每時每刻的差異。
一用於調節電流及電壓之構件包括前置調節器電路710。前置調節器電路710包括n通道場效電晶體(「FET」)Q1、電壓比較器U1，及相關聯之電阻器R1-R13及電容器C2-C13。前置調節器電路710經設計以採用CT 610之輸出且產生一匹配CT 610之功率曲線之電壓。此任務藉由將CT 610之輸出連接至全波橋式整流器電路705以自來自CT 610之交流電流輸出產生一直流電流來完成。全波橋式整流器電路705包括四個二極體D1-D4及一電容器C1。電容器C1由CT 610調諧以提供用於來自全波橋式整流器電路705之直流電流輸出之電壓放大。
全波橋式整流器電路705之輸出連接至FET Q1及二極體D5且為固持電容器C6及C7充電。通常，固持電容器C6及C7之大小為數百微法拉。當電容器C6及C7充電時，包括電壓比較器U1之比較器電路711監視電壓。在先前所描述之電壓位準下，使FET Q1接通以經由FET Q1分流過剩能量。二極體D5阻擋電容器C6及C7放電。因此，僅穿過FET Q1之電流係來自CT 610。因為此為非常低阻抗之路徑，所以產生非常少之熱量。當電壓在固持電容器C6及C7上降落時，FET Q1斷開，從而允許電容器C6及C7充電。只要自CT 610之電力輸入大於負載(無線電或其他作用中器件)之電力要求及電池組BT1之充電，則此過程繼續。任何不需要之電力耗散至接地。
在特定例示性實施例中，電路700包括電流感測器電路707，電流感測器電路707基於導體660中之電流與CT 610 之一次繞組上之電流除以CT 610之二次繞組之數目成正比的事實而計算導體660中之電流。負荷電阻器(R1與R2之組合)置於全波橋式整流器電路705之負分接頭706上以基於流經負荷電阻器之電流之量產生一與負荷電阻器之值成比例之電壓。負荷電阻器之電阻通常為小的。舉例而言，在特定例示性實施例中，電阻可為約0.25歐姆。負荷電阻器產生一可經放大至所要位準之負信號。電流量測之準確度視CT在產生所需之電路電壓時保持線性之能力而定。此很大程度上視核心之磁導率及面積以及CT 610之匝數比而定。
電路700亦包括一切換調節器電路715。在特定例示性實施例中，切換調節器電路715包括一降壓式調節器拓撲，其包括一降壓式調節器U3及相關聯之電阻器R14-R18及電容器C10及C14-C15。測試已展示：藉由將至切換調節器電路715之電壓輸入調節至稍微高於約23伏特之例示性CT 610最佳電壓，當將電壓向下調節至3.3伏特時，達成6倍之電流增益。該6倍之電流增益減少在低線路功率下自CT 610供應大電流之需要，此又減少當在高線路負載下耗散過剩電流時在FET Q1上之應力。作為一理論實例，考慮具有10安培之一次電流及500之二次繞組匝數的CT 610，其將產生10/500=0.02安培之均方根(RMS)。為了得到直流電流，可將該電流乘以0.707：0.02*0.707=0.014安培直流電流。將此電流乘以電流增益6在3.3伏特下產生0.084毫安，或約0.25瓦特之功率。實際電流可自所計算之電流導出。 舉例而言，切換低效率可導致一較低之實際可用直流電流。
將切換調節器電路715之輸出饋入至電池組BT1允許浮動地為電池組充電之容易方式。此係藉由使電池組BT1與切換調節器電路715之輸出藉由小電阻R19隔離來達成。此允許電池組BT1在負載汲取比CT 610收集之電力少之電力時充電。當由監視器件600供電之器件在作用中時(例如，用於無線電之傳輸模式)，電池組BT1可供應器件所需之任何過剩電流。只要自CT 610至電池組BT1中之總功率大於自電池BT1至器件之總功率，電池組BT1將保持處於充電狀態中。舉例而言，電池組BT1可具有3.3伏特之最佳工作電壓及3.2伏特至3.4伏特之可接受的工作電壓範圍。
在特定例示性實施例中，電路700包括監視電池組BT1之電壓之電池組電壓監視器電路720。若電池組電壓監視器電路720感測到電池組BT1之電壓低於一臨限值，則電池組監視器電路720將一諸如「V低」信號之信號發送至一可操作以切斷至器件之電力的控制器電路(未圖示)。在特定例示性實施例中，控制器電路可包括具有用於直接或經由受控之關機使器件斷電之可組態指令的微控制器。一旦在電池組BT1上感測到一合適電壓，控制器電路即可將一諸如「電力」信號之信號提供至降壓式調節器U3以重新使該器件通電。
為了允許電路啟動，電壓比較器U1監視前置調節器710上之電壓。當該電壓低於一所界定之電壓限值(該電壓限 值可係基於CT 610之最佳電壓)時，電壓比較器U1將切換調節器電路715固持在斷開狀態中。當電壓上升高於一所界定之臨限值(該臨限值可係基於CT 610之最佳電壓)時，電壓比較器U1啟用降壓式調節器U3，藉此允許電路700將一經調節之電壓供應至負載且為電池組BT1充電。若電壓降落至低於一特定電壓，則電壓比較器U1可切斷切換調節器電路715，藉此允許電壓上升。當電壓上升時，電壓比較器U1可將切換調節器電路715恢復接通。此電路700結合610之組態允許系統在最小線路功率下運作。在特定例示性實施例中，電路700可提供用於切斷一或多個組件之供電。切斷供電涉及系統地使器件斷電以防止在喪失電力之情況下損壞。
用於電路700之組件之代表性值列於下文表1及表2中。受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，此等值僅為例示性的，且在不偏離本發明之精神及範疇之情況下可選擇其他值。
圖12為根據特定例示性實施例的CT 610之兩個分裂核心部分805及815的前視圖。圖13為根據特定例示性實施例之分裂核心部分805的側視圖。參看圖12至圖13，每一分裂核心部分805、815安置於CT臂612A及612B中之一對應者內。
在特定例示性實施例中，藉由以下方式形成分裂核心部分805、815：圍繞一磁形式(諸如，心軸)捲繞金屬層以形成一核心，且接著將該核心分裂成兩個部分805及815。核心可由諸如晶粒定向矽鋼、超導磁合金、高導磁合金、鐵磁體及/或其他材料之多種不同材料中的任一者形成。在特定例示性實施例中，用環氧樹脂塗布該核心以確保安置於分裂核心部分805或815中之一者上之繞組905不會短路至分裂核心部分805或815。可在分裂成部分805及815之前或之後塗布該核心。在特定例示性實施例中，可用清漆對核心進行真空浸漬以將核心之疊層固持在一起且保護核心免受濕氣影響。在特定例示性實施例中，組態疊層之厚度以用於60Hz操作。
在特定例示性實施例中，將每一分裂核心部分805、815中之一些或全部覆蓋於一絕緣材料中。該絕緣材料可防止每一分裂核心部分805、815中之導電材料與導體660直接接觸。該絕緣材料亦可保護分裂核心部分805及815免受環境影響。另外，或替代地，可用一薄塗層覆蓋分裂核心部分805及815之表面以保護其免受環境中之可能的腐蝕性成分影響。舉例而言，塗層可在0.2密耳厚與0.6密耳厚之間。
在特定例示性實施例中，分裂核心等半部分805及815各自之末端表面805A及805B與815A及815B大體上平坦且共面。在特定例示性實施例中，分裂核心部分805及815及其上之任何塗層及/或絕緣體經設定大小及組態以使得在鄰 近末端表面對805A-805B與815A-815B之間僅存在一短距離825。在特定例示性實施例中，下文參看圖16所描述之疊繞(lap taping)在分裂核心部分805之表面上之位置845處開始及結束。
圖14至圖15描繪根據特定例示性實施例之分裂核心部分805及815。參看圖14至圖16，分裂核心部分805包括圍繞分裂核心部分805之部件807安置的導線930之繞組905(圖16)。在特定例示性實施例中，繞組905大致定位於分裂核心部分805之中心中，朝向分裂核心部分805之每一末端表面805A及805B延伸約28度。繞組905電耦接至電連接器670之導體670A及670B，如參看圖16更詳細描述。
圖16描繪根據特定例示性實施例的用於在CT分裂核心部分805之部件807上形成繞組905之方法1600。在步驟1645中，在CT分裂核心部分805之中間區段805C上纏繞諸如玻璃纖維膠帶之膠帶920。在圖16中所描繪之例示性實施例中，膠帶920在距分裂核心部分805之末端表面805A及805B約35度處開始及結束。膠帶920完全重疊分裂核心部分805之外徑且部分重疊分裂核心部分805之內徑之每一側。
在步驟1650中，用二分之一疊繞將諸如Kapton®商標膠帶之另一膠帶921施加至中間區段805C之中間部分。在圖16中所描繪之例示性實施例中，膠帶921在距分裂核心部分805之末端表面805A及805B約50度處開始及結束。在特定例示性實施例中，用二分之一疊繞將三層膠帶921施加 至分裂核心部分805，針對每一層使膠帶921之方向反轉。
在步驟1655中，將導線930置於分裂核心部分805上。在步驟1660中，在分裂核心部分805上纏繞導線930多次以形成繞組905。舉例而言，可在分裂核心部分805上纏繞導線930五百次以形成繞組905。
在步驟1665中，將膠帶922置於導線930之第一末端930A上以將第一末端930A固持於適當位置中。在步驟1670中，自膠帶922至分裂核心部分805之一末端將另一膠帶923施加於繞組905上，且使導線930之第二末端930B向回彎曲以大體上平行於且鄰近於導線之第一末端930A。在步驟1675中，將另一膠帶924置於第一末端930A及第二末端930B及膠帶922上。
在步驟1680中，圍繞繞組層905纏繞另一膠帶925，使得第一末端930A及第二末端930B曝露。在步驟1685中，將第一末端930A及第二末端930B分別連接至電引線670A及670B，藉此將電引線670A及670B電耦接至繞組905。在特定例示性實施例中，使第一末端930A扭曲並將其與引線670A焊接在一起且使第二末端930B扭曲並將其與引線670B焊接在一起。
在步驟1690中，使電引線670A及670B在電連接器670之方向上彎曲並將其壓抵膠帶925。在步驟1695中，用膠帶926將電引線670A及670B緊固於適當位置中。在特定例示性實施例中，適合於高溫應用之介電膠帶用於膠帶922-926中之每一者。在特定例示性實施例中，接著用一絕緣 材料覆蓋分裂核心部分805(包括繞組905)且用塑膠進行過度模塑。
圖17為根據特定例示性實施例的分裂核心部分805之CT臂612A的頂部正視圖。圖18為根據特定例示性實施例之CT臂612A的側面橫截面圖。圖19為根據特定例示性實施例的分裂核心部分815之CT臂612B的頂部正視圖。圖20為根據特定例示性實施例之CT臂612B的側面橫截面圖。
參看圖7及圖17至圖20，CT臂612A之近端612AB包括兩個孔隙1005及1015。類似地，CT臂612B之近端612BB包括兩個孔隙1055及1065。當CT臂612A及612B耦接至外殼620時，孔隙1005與1055大體上彼此重疊且與連接器682對準。孔隙1005及1055經設定大小及形狀以收納延伸穿過孔隙1005及1055之連接器682，藉此將CT臂612A及612B耦接至外殼620。當CT臂612A及612B打開及閉合時，CT臂612A及612B圍繞連接器682之至少一部分樞轉，連接器682界定用於CT臂612A及612B之移動軸。
第二孔隙1015及1065中之每一者經設定大小及組態以收納對應連接器680A及680B。當CT臂612A及612B耦接至外殼620時，每一連接器680A及680B延伸穿過其各別孔隙1015、1065。連接器680A及680B防止CT臂612A及612B移動大於彼此隔開之預定距離。
每一CT臂612A、612B分別包括分別自CT臂612A、612B之主體部分612AC、612BC突出的彈簧連接件1025、1075。此等彈簧連接件1025及1075經設定大小及組態以將 CT彈簧611A附接至CT臂612A及612B。舉例而言，如圖8中所說明，CT彈簧611A之第一末端611AA可耦接至彈簧連接件1025，且CT彈簧611A之第二末端611AB可耦接至彈簧連接件1075。雖然在諸圖中不易可見，但類似彈簧連接件安置於CT臂612A及612B上，與彈簧連接件1025及1075相對，以用於將CT彈簧611B附接至CT臂612A及612B。
如上文所闡述，除非外力作用於CT臂612A及612B上，否則CT臂612A與612B保持處於閉合位置中。彈簧611A及611B致能此功能性。彈簧611A及611B經偏置以在閉合位置之方向上對CT臂612A及612B施加力。如上文所闡述，當導體660進入CT 610中時，導體660克服彼等力，藉此使得CT臂612A與612B打開。
如圖18及圖20中所展示，在特定例示性實施例中，分裂核心部分805與815及CT臂612A與612B具有不同橫截面面積。部分地，橫截面面積之此差異可係基於僅分裂核心部分805(而非分裂核心部分815)包括繞組905之事實。因此，CT 610僅包括一繞組905。在特定替代例示性實施例中，分裂核心部分805與815兩者均包括繞組905。
圖21至圖24說明根據特定例示性實施例之監視器件600之外殼620。參看圖21至圖24，如上文所闡述，外殼620包括界定一其中安置有監視器件600之各種組件之內部空腔的部件。舉例而言，外殼620可封閉CT 610之電路。另外，外殼可封閉由CT 610之電路供電之一或多個器件。受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，外殼620之 大小及形狀可變化。舉例而言，外殼620之大小及形狀可視待在其中容納之組件之大小及形狀而定。外殼620亦可由可耐受至環境條件之曝露之任何合適材料建構。外殼620亦可經由模製製程來封閉。
如最佳在圖24中可見，在特定例示性實施例中，外殼620包括空間621，諸如能量儲存器件(未圖示)之額外器件可安裝在該空間621中。當導體660經解除通電時或當導體660未提供足夠量之能量時，該能量儲存器件可為封閉於外殼620中且通常藉由CT 610之電路來供電之一或多個器件供電。舉例而言，該能量儲存器件可包括電池組、可再充電電池組(諸如，圖11中所描繪之電池組BT1)、超級電容器，或另一能量儲存器件。
當監視器件600包括天線650時，外殼620可包括孔隙1110，天線650之至少一部分可延伸穿過該孔隙1110。如上文所論述，當由監視器件600供電之器件為諸如無線電或中繼器之通信器件時，天線650可存在。除天線650之外或代替天線650，孔隙1110可收納一或多個其他組件。舉例而言，提供監視器件600之狀態或由監視器件600供電之器件之狀態的指示之指示器可至少部分安置於孔隙1110內。雖然在諸圖中描繪為具有一平坦側之大體上圓形，但受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，孔隙1110可視監視器件600之應用而具有諸多不同大小及形狀中之任一者。
如上文所論述，CT 610耦接至外殼620。圖25及圖26展 示根據特定例示性實施例的用於將CT 610耦接至外殼620之機構。詳言之，圖25展示對應於圖7中之連接器680A及680B中之每一者的例示性母連接器680。如上文所闡述，連接器680A及680B可分別用於經由CT臂612A及612B中之孔隙1015及1065將CT 610耦接至外殼620。舉例而言，連接器680A可用於經由CT臂612A中之孔隙1015將CT 610耦接至外殼620。類似地，連接器680B可用於經由CT臂612B中之孔隙1065將CT 610耦接至外殼620。圖26展示上文參看圖7及圖17至圖20所描述之例示性公連接器682。
圖27至圖31說明根據特定例示性實施例之夾持臂632B。參看圖8及圖27至圖31，夾持臂632B包括具有夾持槽910之夾持墊633B。當監視器件600安裝於導體660上且夾持臂632A與632B圍繞導體660閉合時，夾持墊633A及633B將監視器件600緊固至導體660。夾持槽910有助於最小化導體660相對於夾持臂632A及632B之運動。
在特定例示性實施例中，夾持臂632B包括用於將一或多個額外夾持墊1505(見圖31及圖32)耦接至夾持臂632B之孔隙915A及915B(在夾持墊633B上)。此特徵允許監視器件600耦接至各種大小之導體660。對於較大導體660，可能不需要額外夾持墊1505。對於較小導體660，可經由孔隙915A及915B將各種不同大小之夾持墊1505安裝至夾持臂632B上。
圖31為根據特定例示性實施例的耦接至夾持臂632B之夾持墊1505的前方正視圖。圖32為根據特定例示性實施例之 夾持墊1505的橫截面圖。參看圖8及圖31至圖32，夾持墊1505包括對應於夾持臂632B上之孔隙915A及915B之突出部1510A及1510B。為了允許監視器件600與不同大小之導體660一起使用，可將突出部1510A及1510B置於對應於導體660之適當尺寸之各種不同位置中。另外，或替代地，可將夾持墊1505置於對應於導體660之適當尺寸之各種不同位置中。
圖33為根據特定例示性實施例的諸如圖8之夾持彈簧631A或631B之夾持彈簧631的側面正視圖。夾持彈簧631供應當安裝監視器件600時將夾持臂632A及632B中之一者移動至閉合位置中所需之力的至少一部分。夾持彈簧631之遠端1605及1610中之每一者分別包括一彎曲部分1605A及1610A。與具有尖銳末端之夾持彈簧相比較，此曲線提供來自夾持彈簧631之電干擾的減小之可能性。雖然在圖33中說明為包括接近180度之曲線，但受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，任何度數之曲線可用於彎曲部分1605A及1610A中之每一者中。
圖34至圖37說明根據特定替代例示性實施例之電力線監視器件3400。參看圖6至圖10及圖34至圖37，除了以下之外，監視器件3400大體上類似於上文所描述之監視器件600：器件3400之天線3410自外殼620之側面620A延伸且經由彈簧611A及3415電耦接至導體660(圖8)。
如上文所闡述，當監視器件3400安裝於導體660上時，導體660嚙合彈簧611A。彈簧611A之第二末端611AB電耦 接至彈簧3415之第一末端3415A。在特定例示性實施例中，彈簧611A之末端611AB與彈簧3415之末端3415A藉由各自耦接至彈簧連接件1075(圖19)而彼此電嚙合，大體上如上文參看圖19所描述(結合末端611AB)。
彈簧3415之第二末端3415B電耦接至監視器件3400之天線3410及/或一或多個內部組件。舉例而言，在特定例示性實施例中，彈簧3415電耦接至監視器件3400之電路板3405。諸如裝設螺桿或螺釘之扣件3420延伸穿過外殼620之側面620A。舉例而言，扣件3420可為將天線3410連接至外殼620之天線連接器655，大體上如上文參看圖6所描述。在特定替代例示性實施例中，天線3410可安置於外殼620內。在該等實施例中，扣件3420仍可延伸穿過側面620A以促進彈簧3415與監視器件3400之該(等)內部組件之電耦接，大體上如本文中所描述。彈簧3415之第二末端3415B耦接至扣件3420之大體上安置於外殼620之外部的第一末端3420A。諸如導線之導電連接器3425耦接至扣件3420之大體上安置於外殼620內之第二末端3420B。連接器3425耦接至電路板3405及/或安置於外殼620內之一或多個其他組件。舉例而言，連接器3425可耦接至電路板3405上之接地參考點3405A。通常，監視器件3400經裝設至導體660以使得監視器件3400「浮動」而無地面接地。本文中使用術語「接地參考點」來指代自其量測其他電壓之電路參考點，而不管該參考點是否對應於地面接地。
因此，監視器件3400之天線3410、電路及/或內部組件 電耦接至導體660。此電耦接允許器件3400及其電路及天線3410具有與導體660之電位大體上相同之電壓電位。因此，存在一圍繞監視器件3400之大體上均衡或均一的電場。相比於與通信電力線監視器件裝設至之導體660具有不同電壓電位的通信電力線監視器件，大體上相等之電壓電位及電場允許與監視器件600之通信具有減少之雜訊及干擾。受益於本發明之一般熟習此項技術者將認識到，在不偏離本發明之精神及範疇之情況下，除彈簧611A及3415及連接器3425之外之許多其他構件可用於使監視器件3400之天線3410、電路及/或其他內部組件達到導體660之線路電位。舉例而言，一或多個導電導線、接腳或其他部件可代替彈簧3415使用以將彈簧611A與連接器3425電耦接在一起。
當使用者將監視器件3400裝設至導體660時，監視器件3400之電壓電位自基極電壓值增加至導體660之電壓電位。通常，該增加係顯著的，大約幾百伏特。顯著電壓電位之突然增加可使得彈簧611A及3415產生電弧或電暈放電，電弧或電暈放電可能對監視器件3400有害且在與監視器件3400之通信中引起不合需要之干擾。
在特定例示性實施例中，如圖37中所描繪，監視器件3400包括襯墊3430，該襯墊3430安置於導體660與彈簧611A之間且減緩當監視器件3400裝設至導體660時的電壓電位改變之速率。襯墊3430包括為電阻性之大體上狹長半導電材料薄片。舉例而言，襯墊3430可具有在約7歐姆/公 分與約40歐姆/公分之間的電阻。減緩電壓電位改變之速率降低或消除當將器件3400裝設至導體660時之電弧或電暈放電之可能性。在特定例示性實施例中，襯墊3430包括孔隙3430A及3430B，CT臂612A及612B分別延伸穿過孔隙3430A及3430B。孔隙3430之大小及形狀及/或襯墊3430之材料之可撓性允許CT臂612A及612B打開及閉合而不會不利地影響襯墊3430。
雖然上文已詳細地描述特定實施例，但該描述僅係出於說明之目的。因此，應瞭解，除非另外明確陳述，否則本發明之許多態樣在上文僅作為實例來描述且不意欲作為本發明之所需或實質要素。除上文所描述之彼等之外，在不偏離以下申請專利範圍中所界定的本發明之精神及範疇的情況下，可由受益於本發明之一般熟習此項技術者作出例示性實施例之所揭示態樣的各種修改及對應於例示性實施例之所揭示態樣的等效步驟，本發明之範疇將符合最寬泛之解釋以便涵蓋該等修改及等效結構。
100‧‧‧電力線監視器件
102‧‧‧感測器
104‧‧‧控制器
106‧‧‧指示器
108‧‧‧記憶體
110‧‧‧通信設施
112‧‧‧重設介面
114‧‧‧遠端位置
116‧‧‧電力線
600‧‧‧電力線監視器件
610‧‧‧CT
611A‧‧‧CT彈簧
611B‧‧‧CT彈簧
611AA‧‧‧CT彈簧611A之第一末端
611AB‧‧‧CT彈簧611A之第二末端
612A‧‧‧CT臂
612AA‧‧‧末端表面
612AB‧‧‧CT臂612A之近端
612AC‧‧‧CT臂612A之主體部分
612B‧‧‧CT臂
612BA‧‧‧末端表面
612BB‧‧‧CT臂612B之近端
612BC‧‧‧CT臂612B之主體部分
613A‧‧‧進入突出物
613B‧‧‧進入突出物
614A‧‧‧退出面
614B‧‧‧退出面
617A‧‧‧氣隙
618‧‧‧「V」形區域
619‧‧‧CT空腔
620‧‧‧外殼
620A‧‧‧外殼之側面
621‧‧‧空間
630‧‧‧夾持機構
631‧‧‧夾持彈簧
631A‧‧‧夾持彈簧
631B‧‧‧夾持彈簧
632A‧‧‧夾持臂
632B‧‧‧夾持臂
633A‧‧‧夾持墊
633B‧‧‧夾持墊
635‧‧‧本體部分
640‧‧‧拉孔
650‧‧‧天線
655‧‧‧天線連接器
660‧‧‧電導體
660A‧‧‧導體之第一區段之外表面
660B‧‧‧第一區段
660C‧‧‧導體之第二區段
670‧‧‧電連接器
670A‧‧‧絕緣電引線
670B‧‧‧絕緣電引線
680‧‧‧母連接器
680A‧‧‧連接器
680B‧‧‧連接器
682‧‧‧公連接器
690‧‧‧致動器臂
690A‧‧‧自由側
691‧‧‧收容器
695‧‧‧凸起槽
700‧‧‧電路
705‧‧‧全波橋式整流器電路
706‧‧‧負分接頭
707‧‧‧電流感測器電路
710‧‧‧前置調節器電路
711‧‧‧比較器電路
715‧‧‧切換調節器電路
720‧‧‧電池組電壓監視器電路
805‧‧‧CT分裂核心部分
805A‧‧‧末端表面
805B‧‧‧末端表面
805C‧‧‧CT分裂核心部分之中間區段
807‧‧‧部件
815‧‧‧CT分裂核心部分
815A‧‧‧末端表面
815B‧‧‧末端表面
825‧‧‧短距離
845‧‧‧位置
905‧‧‧繞組
910‧‧‧夾持槽
915A‧‧‧孔隙
915B‧‧‧孔隙
920‧‧‧膠帶
921‧‧‧膠帶
922‧‧‧膠帶
923‧‧‧膠帶
924‧‧‧膠帶
925‧‧‧膠帶
926‧‧‧膠帶
930‧‧‧導線
930A‧‧‧導線之第一末端
930B‧‧‧導線之第二末端
1005‧‧‧孔隙
1015‧‧‧孔隙
1025‧‧‧彈簧連接件
1055‧‧‧孔隙
1065‧‧‧孔隙
1075‧‧‧彈簧連接件
1110‧‧‧孔隙
1505‧‧‧夾持墊
1510A‧‧‧突出部
1510B‧‧‧突出部
1605‧‧‧夾持彈簧631之遠端
1605A‧‧‧彎曲部分
1610‧‧‧夾持彈簧631之遠端
1610A‧‧‧彎曲部分
3400‧‧‧電力線監視器件
3405‧‧‧電路板
3405A‧‧‧接地參考點
3410‧‧‧天線
3415‧‧‧彈簧
3415A‧‧‧彈簧之第一末端
3415B‧‧‧彈簧之第二末端
3420‧‧‧扣件
3420A‧‧‧扣件之第一末端
3420B‧‧‧扣件之第二末端
3425‧‧‧導電連接器
3430‧‧‧襯墊
3430A‧‧‧孔隙
3430B‧‧‧孔隙
BT1‧‧‧電池組
C1-C15‧‧‧電容器
D1-D5‧‧‧二極體
Q1 n‧‧‧通道場效電晶體(「FET」)
R1-R19‧‧‧電阻器
U1‧‧‧電壓比較器
U3‧‧‧降壓式調節器
圖1為描繪一根據特定例示性實施例之電力線監視器件的方塊圖；圖2為說明一根據特定例示性實施例的用於使用圖1之電力線監視器件傳達有故障電路指示器資訊之方法的流程圖；圖3為說明一根據特定例示性實施例的用於將資訊自圖1之電力線監視器件傳輸至遠端位置之方法的流程圖； 圖4為說明一根據特定例示性實施例的用於清除故障事件及線路狀態歷史之方法的流程圖；圖5為說明一根據特定例示性實施例的用於將資料自圖1之電力線監視器件傳達至個體及/或斷電管理系統之方法的流程圖；圖6為一根據特定例示性實施例之電力線監視器件之側面正視圖；圖7為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件的頂部正視圖；圖8為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件的側視透視圖；圖9為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件的後方正視圖；圖10為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件的前方正視圖；包含圖11A及圖11B之圖11為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之電路的電路圖；圖12為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之電流變換器(「CT」)的兩個分裂核心部分的前視圖；圖13為根據特定例示性實施例的圖12中所說明之分裂核心部分中之一者的側視圖；圖14為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之兩個分裂核心部分的前視圖；圖15為根據特定例示性實施例的圖14中所說明之分裂核 心部分中之一者的側視圖；圖16描繪一根據特定例示性實施例的用於在一CT分裂核心部分上形成一繞組的方法；圖17為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之第一CT臂的前視圖；圖18為根據特定例示性實施例的圖17中所說明之CT臂的側面橫截面圖；圖19為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之第二CT臂的前視圖；圖20為根據特定例示性實施例的圖19中所說明之CT臂的側面橫截面圖；圖21為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之監視器件外殼的前方正視圖；圖22為根據特定例示性實施例的圖21中所說明之監視器件外殼的側面正視圖；圖23為根據特定例示性實施例的圖21中所說明之監視器件外殼的側視透視圖；圖24為根據特定例示性實施例的圖21中所說明之監視器件外殼之一部分的側面橫截面圖；圖25為一根據特定例示性實施例之母連接器的橫截面；圖26為一根據特定例示性實施例之公連接器的橫截面；圖27為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之夾持臂的前方正視圖；圖28為根據特定例示性實施例的圖27中所說明之夾持臂 的前方透視圖；圖29為根據特定例示性實施例的圖27中所說明之夾持臂的後方正視圖；圖30為根據特定例示性實施例的圖27中所說明之夾持臂的後方透視圖；圖31為根據特定例示性實施例的圖27之夾持臂之夾持墊的前方正視圖；圖32為根據特定例示性實施例的圖27中所說明之夾持臂之另一夾持墊的橫截面圖；圖33為根據特定例示性實施例的圖6之監視器件之夾持彈簧的側面正視圖；圖34為一根據特定替代例示性實施例之電力線監視器件的側面部分橫截面圖；圖35為根據特定例示性實施例的圖34之監視器件的側面正視圖；圖36為根據特定例示性實施例的圖34之監視器件的頂部正視圖；及圖37為根據特定例示性實施例的圖34之監視器件以及半導電界面墊的側視分解透視圖。
100‧‧‧電力線監視器件
102‧‧‧感測器
104‧‧‧控制器
106‧‧‧指示器
108‧‧‧記憶體
110‧‧‧通信設施
112‧‧‧重設介面
114‧‧‧遠端位置
116‧‧‧電力線

Claims (24)

  1. 一種用於自一電力線(power line)導體收集(harvesting)能量之能量收集器件，其包含：一電流變換器(transformer)，其包含一安置於其上之電繞組(electrical winding)，該電流變換器經組態以經由由該電力線導體上之交流電流產生之磁通(magnetic flux)能量接收該電繞組上之一感應電流(induced current)，其中該電流變換器界定具有一軸的一開口，該軸垂直於並貫穿(run through)該開口之中心；一外殼(housing)包含一第一部(portion)及一第二部，該第一部沿該軸相鄰於該第二部，其中該電流變換器位於該第一部上；一夾持機構(clamping mechanism)包含夾持臂，每一夾持臂係彈簧偏置(spring biased)以使該夾持臂維持在一閉合位置(closed position)中，其中該夾持機構位於該外殼的該第二部上；及一電路，其電耦接至該電繞組且經組態以將該感應電流轉換(convert)成用於由一電器件消耗之電能。
  2. 如請求項1之能量收集器件，其中該電流變換器包含一電流變換器彈簧及包含一第一分裂核心部分(split core section)及一第二分裂核心部分之實質上圓形分裂核心變換器，該分裂核心變換器經該電流變換器彈簧偏置以維持處於一閉合位置中且經組態以提供用於在該第一分裂核心部分與該第二分裂核心部分之間安置該電力線導體 之該開口。
  3. 如請求項2之能量收集器件，其中該第一分裂核心部分包含一第一末端表面且該第二分裂核心部分包含一第二末端表面，藉此當該分裂核心變換器安裝於該電力線導體上時，該第一末端表面最接近於該第二末端表面，一氣隙分離該第一末端表面與該第二末端表面，自該第一末端表面至該第二末端表面量測，該氣隙小於約0.001吋。
  4. 如請求項2之能量收集器件，其中該第一分裂核心部分及該第二分裂核心部分包含一環氧樹脂塗層，該電流變換器彈簧包含兩個電流變換器彈簧，且該第一及第二分裂核心變換器包含用以附接該等電流變換器彈簧到該第一及第二分裂核心變換器之多個突起。
  5. 如請求項2之能量收集器件，其中該第一分裂核心部分包含晶粒定向鋼、超導磁合金、高導磁合金及鐵磁體中之一者且該第二分裂核心部分包含晶粒定向鋼、超導磁合金、高導磁合金及鐵磁體中之一者。
  6. 如請求項2之能量收集器件，其中該第一分裂核心部分包含一安置於該第一分裂核心部分之一表面上且自該分裂核心變換器向外延伸之第一突出物且該第二分裂核心部分包含一安置於該第二分裂核心部分之一表面上且自該分裂核心變換器向外延伸之第二突出物，且其中該第一突出物及該第二突出物可操作以在由該電力線導體作 用時使該分裂核心變換器打開。
  7. 如請求項2之能量收集器件，其中每一分裂核心部分進一步包含一安置於該對應分裂核心部分之內徑之一表面上的退出面，該等退出面可操作以在由該電力線導體作用時在該等分裂核心部分之間提供一開口。
  8. 如請求項1之能量收集器件，其中該夾持機構將該能量收集器件可釋放地附接至該電力線導體。
  9. 如請求項8之能量收集器件，其中該夾持機構進一步包含一致動器臂，其在緊固該能量收集器件至該電力線導體之前壓抵該彈簧偏置而保持該等夾持臂為打開。
  10. 如請求項9之能量收集器件，其中每一夾持臂進一步包含一夾持板安置於該夾持臂之一孔隙內，每一挾持板係基於該電力線導體之一大小而被選擇。
  11. 如請求項1之能量收集器件，其中該電路包含一前置調節器電路，該前置調節器電路經組態以接收來自該電流變換器之該電繞組之該感應電流且產生一匹配該電流變換器之一功率曲線之電壓。
  12. 如請求項11之能量收集器件，其中該電路進一步包含一切換調節器電路(switching regulator)，該切換調節器電路耦接至該前置調節器電路之一輸出且可操作以將該電壓調節至一適合於該電器件之電壓位準。
  13. 如請求項12之能量收集器件，其中該電路進一步包含一耦接至該切換調節器電路之一輸出之能量儲存器件，該能量儲存器件從該切換調節器電路儲存能量，該能量儲 存器件可操作以在該切換調節器電路未產生足夠為該電器件供電之能量時為該電器件供電。
  14. 一種用於使用由一電流變換收集器(CTH)自一電力線導體所俘獲(captured)之能量為一電器件供電之方法，其包含：釋放將該CTH附接(attach)至該電力線導體之挾持臂之一彈簧偏置(spring bias)，其中該等挾持臂位於一外殼的一第二部上；經由該電力線導體上流動之交流電流產生之磁通能量接收該CTH之一電流變換器之一電繞組上之一感應交流電流，其中該電流變換器位於該外殼的一第一部上，其中該第一部沿一軸相鄰於該外殼的該第二部，該軸垂直於並貫穿由該電流變換器所界定的一開口之中心；由一整流器(rectifier)電路將該感應交流電流整流成一直流電流；且基於該直流電流由一切換調節器調節該電器件之一電壓位準。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含當使該電力線導體通電時將該CTH附接至該電力線導體。
  16. 如請求項15之方法，其中該電流變換器包含一包含一第一分裂核心部分及一第二分裂核心部分之大體上圓形分裂核心變換器，該分裂核心變換器經組態以提供用於在該第一分裂核心部分與該第二分裂核心部分之間安置該電力線導體之該開口，藉此該分裂核心變換器在安裝至 該電力線時環繞該電力線導體。
  17. 如請求項15之方法，其中該第一分裂核心部分包含一安置於該第一分裂核心部分之一表面上且自該分裂核心變換器向外延伸之第一突出物且該第二分裂核心部分包含一安置於該第二分裂核心部分之一表面上且自該分裂核心變換器向外延伸之第二突出物，該第一突出物與該第二突出物在該等突出物之近端處形成一V形區域，且該將該CTH附接至該電力線導體之步驟包含將該V形區域壓抵該電力線導體且使該分裂核心變換器打開以允許該電力線導體進入一由該分裂核心變換器環繞之空腔中。
  18. 如請求項15之方法，其中該CTH包含一夾持機構，且釋放該彈簧偏置包含將該電力線導體緊固於該等夾持臂之間。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包含將該夾持機構配置於一打開位置中，藉此使該等夾持臂隔開地擴展以產生一用於該電力線導體之開口，該等夾持臂係由一致動器臂固持於該打開位置中；及藉由將該致動器臂壓抵該電力線導體以釋放該致動器臂來使該等夾持臂閉合至該電力線導體上，藉此釋放該彈簧偏置並允許該等夾持臂閉合至一位置中，該位置保持該電力線導體抵靠該夾持機構之一本體。
  20. 如請求項14之方法，其進一步包含用該切換調節器之一輸出以對一能量儲存器件充電。
  21. 如請求項14之方法，其進一步包含在該用該切換調節器 調節該電壓位準之步驟之前產生一匹配該電流變換器之一功率曲線之電壓。
  22. 一種從一電力線導體收集能量之能量收集器件，其包含：一電流變換器，其包含一安置於其上之電繞組，該電流變換器經組態以在該電繞組上接收一感應電流，其中該電流變換器界定具有一軸的一開口，該軸垂直於並貫穿該開口之中心；一外殼包含一第一部及一第二部，該第一部沿該軸相鄰於該第二部，其中該電流變換器位於該第一部上；一夾持機構包含彈簧偏置夾持臂，其中該夾持機構位於該外殼的該第二部上；一電路，其電氣地耦接至該電繞組且經組態以轉換該感應電流為由一電器件消耗之電能；及一導電路徑，位於該電力線導體及該電器件間，以提供該電器件一參考電壓。
  23. 如請求項22之能量收集器件，其中該電流變換器包含一電流變換器彈簧及一實質上圓形分裂核心變換器，該分裂核心變換器該電流變換器彈簧偏置以維持處於一閉合位置中，且位於該電力線導體及該電器件間之該導電路徑包含該電流變換器彈簧。
  24. 如請求項22之能量收集器件，其中該夾持機構進一步包含一致動器臂，其在緊固該能量收集器件至該電力線導體之前壓抵該彈簧偏置而保持該等夾持臂為打開。
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