电力物联网与智能电网建设中的实践证明,在线监测设备在感知电网状态、抵御自然灾害领域发挥了重要的作用。但输电线路的在线监测设备的供电问题是制约其可靠运行的瓶颈。针对220kV及以上电压等级输电线路的在线监测装置缺乏一种安装方便、不受天气影响的取能电源装置的现状,本文开展了基于OPGW地线感应电流的取能电源装置研究。首先,本文调研了市场上主流的取能电源装置,对比了这些取能电源装置的应用场景、优势以及不足,提出了取能电源装置的设计路线。220kV及以上电压等级输电线路,一般配备一根以上的逐塔接地地线作为传输信息的渠道,且地线存在感应电流。如何利用感应电流转换为所需的稳定直流电源是本论文的研究关键。其次,本文研究了输电线路的感应电流形成过程和影响因素。建立架空输电线路及取能等效电路的模型,分析了架空线路参数变化对架空输电线路沿线取能等效参数分布的影响。研究结果表明:接入取能电源装置引入的负荷阻抗远小于沿线架空地线的等效阻抗,地线感应电流可视为电流源。沿线取能等效参数经过若干档距过渡至稳定值,中间档距的取能等效参数近似相等,有利于整条架空输电线路取能电源装置的统一设计。换相等因素对取能效果影响较大,应给予重视。通过实地测量数据与仿真计算数据的对比验证了所建立模型的有效性。本文开展了以取能电流互感器为核心的取能电源装置主电路的建模和仿真研究。研究表明:取能电源装置的取能效果主要依赖于其阻抗匹配情况。取能电流互感器有功功率输出的极大值主要与二次绕组匝数、负荷等效阻抗、架空地线流过的感应电流、磁芯的几何参数及材质有关。基于上述仿真分析及研究,本文开展取能电源装置主电路的设计,进行了互感器的铁芯设计选型和绕制。结合输电线路上的实际工况需求,在主电路基础上增加稳压回路、保护回路等辅助模块,完善了取能电源装置的整体设计方案。最后,本文搭建了取能电源装置的模拟试验回路,并对取能电源装置的原理样机开展测试。测试结果表明,在模拟架空地线感应电流30A-150A的范围内,本文所设计的电源输出电压为12V±10%、功率不低于3.5W。