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摘要：无线输电是一种通过不可见物理媒介的接触而进行电力传输的一种技术，文章介绍了无线输电技术的分类以及其应用。
关键词：架空输电线路；运行；维护管理
随着电力事业的蓬勃发展，人们对于电能已经依赖到近乎无法脱离的程度。对于电能的多种传输方式的研究，一直没有停歇过。无论是交流电输送，高压直流电输送，还是无线电力输送，都已经在我们的生活当中得到了体现。无线输电在这三种输电方式中，作为后起之秀，应用范围目前还很小，仅仅用于手机，电脑，部分家用电器的供电; 但是无线输电的安全，无须架设线路，基本不受环境因素影响的优点越来越被人重视起来，在一些无法方便架设线路的地方，尤其在太空当中，无线输电的优势十分显著，在没有空气干扰下，太阳能的利用率高得惊人，若是能在环地球轨道上建设一些太阳能发电站，无线输电就成了未来解决能源需求最好的选择。
1 无线输电的原理及分类
1.1 电磁感应原理输电
由法拉第电磁感应定律我们可以知道，交变的电流产生交变的磁场，其大小、方向在已知其具体参数后可由麦克斯韦方程求出。有线输电中的电压、电流互感器也是由该原理设计应用的。
1.2 谐振式无线输电
这种方式与无线电设备的通信原理相似，只是一个传输信息，一个传输能量。在发送谐振回路的磁场和接受回路的磁场处于相同频率，在谐振的作用下，也可实现无线电力传输，不过其缺点也很明显，随着功率和距离的增长，其效率会随之降低，且辐射变大。
1.3 磁耦合共振原理
电磁共振耦合理论最早由 Powercast 公司提出，其基本原理是一种电磁波线圈技术，应用非辐射磁场进行的高效无线传输方式，感应距离上限为感应线圈半径的 8 倍，若电力传输的距离超出了这个限制，就会由于感应磁场强度较低，
造成接受线圈无法准确高效地接收相应的电能。发射装置与电源相连，也就是和传统的能量源相连，该线圈的主要功能是在周围形成一个非辐射磁场，通过这种方式实现电能向场能的转换; 另一个线圈的主要作用是接收相应的电能，当然接收的就是非磁场辐射的能量，实现场能向电能的转换。
1.4 微波或激光无线输电
日本科学家利用微波将 1. 8kW 的电力，精准地利用无线传输方式将电能传播到了 55m 外的接收装置上，使人类向未来的太空太阳能发电又近了一步。通过能量转换装置将电能转化为微波形式，利用发射天线向目标位置定向发送微波，再经接收装置接收并整流来实现的电能传输。
1.5 不同方式无线输电的比较
2 无线输电技术的应用领域
2.1 交通领域
由于化石能源的不可再生性，电力汽车的研究已经是目前世界各国汽车公司的竞争点，比较出名的就是特斯拉跑车和比亚迪电力公交车; 这两种纯电力机车目前的市场竞争力很强，唯一受限制的就是充电桩的位置和电池的使用时间。在高速公路上也安装相应的无线充电装置，那么也许可以做到全程不用停车充电，边跑边充，使汽车交通跨入新的高度。
2.2 医疗器械领域
目前，植入式医疗领域的电力功能方式一般为电池供应，短时间内电池供电完全够用，一旦采用长时间的需供电装置，比如心脏起搏器; 电池就难以满足长时间的供电需求。与传统植入式医疗设备相比，无线输电的优势很大: 在能量交换时消除了物理接触，有效解决了导线与皮肤之间的直接接触，有效避免了接触式感染; 植入式设备的电池电量消耗完后，必须采用手术进行更换，采用无线输电就能够避免这类问题，从而避免患者多次手术; 利用无线输电后，人体皮肤和电力的直接接触没有了，极大地降低了由于设备触电的概率，提高了植入式设备的安全性。
2.3 通信领域
手机、电脑等便携式通信领域对于无线输电的尝试越来越多，主要的手机供应商都已经尝试开发无线充电手机，并且已有上市的手机型号，2012 年的诺基亚 win8 就是其中的典型、苹果的 iwatch 等小设备也是无线输电家族中的一员，这个领域，无线输电是被广泛看好的。
3 无线输电在应用当中涉及的问题
无线输电的前景很好，也面临着众多的问题和挑战。首先，无线输电的理论自身还停留在粗糙定性和实验水平，能否将能量量化分析是一个很重要的问题，而且如何将无线输电工程化、标准化，并且真正转化成实际意义上的可使用的技术，还有很长的路要走。电磁辐射也值得担忧，高功率的无线输电发射器必然带来超强的电磁辐射，如何使人们能够放心地使用无线输电是一个有待解决的问题。无线输电所占有的频率范围过广，牵扯到了目前的无线电信息传输系统，如何保证信息不受输电的干扰是无线输电的一大障碍。
4 结论
无线输电技术是非常有前景的，随着该技术研究的不断深入和发展，人们在日常生活中能够享受到越来越多无线用电的便利，人们可能彻底进入 “无尾”时代，一旦技术成熟，在一些植入医疗，电力交通，以及一些轨道卫星和太阳能卫星发电站能够为人类带来更多的便利。目前，无线输电还有很多困难需要克服，如无线输电标准化、能量数字化、信息与能量同时传输、多种输电模式兼容、电磁辐射问题等，如果解决了这些问题，无线输电技术将带人类进入新的纪元。
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论文作者:李天轩,朱振伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
标签：电能论文; 电力论文; 技术论文; 磁场论文; 能量论文; 方式论文; 线圈论文; 《防护工程》2018年第22期论文;