随着智能运检技术的不断发展,高压架空输电线路在线监测装置的数量与日俱增,对功率的需求日益提高;同时,无人机、机器人等输电线路大功率智能巡检装备开始得到广泛应用,由于现场电源供应问题,续航能力有限,导致巡检效率受到了极大限制。在缺乏低压电源的偏远地区,这些装置的经济可靠大功率电源供应问题,已成为制约架空输电线路智能运检技术发展和应用的瓶颈。利用静电感应和调谐原理从全绝缘地线获取电能,是解决该问题的可能途径之一。为了实现高压输电线路绝缘地线在复杂运行环境下输出稳定的功率,本文主要对短距离高压输电线路绝缘地线的动态调谐取能方法进行了理论研究、仿真推演和试验分析,研究成果可为今后的大规模在线监测与智能巡检装置稳定大功率电源供应提供一定参考。首先,根据静电感应原理,对绝缘地线取能回路进行了简化并推导得到了静电感应电压及等值电容的计算公式。结合实际线路情况,利用稳态热平衡方程,分析了环境参数和负荷电流对弧垂变化的影响规律,得到了考虑导地线弧垂情况下绝缘地线取能回路等值参数的修正方法。在某220 k V输电线路上进行了现场实测,测量结果表明,取能等值参数的计算结果与试验结果一致性较好。其次,分析了绝缘地线调谐取能的基本原理,对比了不同负载下,不调谐和线性调谐时取能功率和电压的四象限变化规律,提出了调谐取能电抗器应采用非线性调谐方法。设计了一种深度饱和型电抗器,通过磁饱和使其工作点接近取能回路的谐振点,以提高取能功率并限制其两端电压,完成了样机制作并开展了实验室与现场试验。结果表明,该深度饱和电抗器最大取能功率可达到900 W左右,基本实现了预期功能。然后,针对深度饱和型调谐电抗器磁状态不易调节和谐波成分大的缺点,同时为实现调谐和取能功能的一体化,设计了一种气隙式调谐取能电抗器,并开展了参数设计、仿真分析、样机研制和试验验证。结果表明,试验结果与仿真结果吻合性较好,最高取能功率达到了908 W,且电压与电流波形基本未出现畸变。最后,为适应取能等值回路参数的扰动,提出了一种欠补偿负反馈动态调谐机制,并据此设计了一种硅钢与磁粉芯组合的磁路结构。利用正交试验设计和支持向量机算法,建立了组合磁芯式调谐取能电抗器的取能功率预测模型,结合粒子群优化算法,开展了组合磁芯电抗器磁路参数的优化设计。结果表明,取能功率预测模型的准确性较好,拟合度达到0.93;在负载电阻为15Ω时,优化后调谐电抗器的取能功率达到了1188 W,比优化前提高了5%,验证了优化方法的有效性。