近年来,超高压输电线路已成为远距离电能传输的主力军,是实现南北电力调度的重要途径,对国家经济发展起到重要的作用。通过输电杆塔安装在线监测设备对超高压输电线路实时监控,对出现的异常情况及时处理,避免事故的发生,从而保障电网安全稳定的运行。然而,随着在线监测技术的发展,如何在各种复杂环境下为在线监测设备稳定高效的供电成为亟待解决的问题。从电力线本身取电是解决在线监测设备供电问题的重要方式,但巨大的电势差使得输电杆塔在线监测设备无法直接利用高压侧的电能,必须采用无线电能传输的方式克服绝缘安全距离才可实现电能传输。针对上述现象,本文基于新兴的射频取电无线电能传输技术,设计了一种超高压输电线路在线监测设备供电系统。该系统在不取用超高压输电线路基波电能的前提下,提取并利用电网中的谐波能量,结合电磁感应原理和射频取电无线电能传输新技术将提取的谐波能量转为射频能量的形式,以无线电能传输的方式跨越超高压绝缘安全距离,将射频能量传递至杆塔上的射频取电装置,由射频取电装置将射频能量转为稳定的直流电能,从而实现为输电杆塔在线监测设备稳定高效的供电目标。该系统将有损电网质量的谐波能量提取并合理利用,提高了电能利用效率,同时也改善了电网质量。主要研究内容如下:（1）对基于无线电能传输技术的超高压输电线路监测设备供电系统进行了总体设计。其总体设计分为四部分:超高压输电线路谐波电能提取电路设计、射频电能发射装置电源设计、射频电能发射装置设计、射频取电装置设计。（2）谐波电能提取的研究根据无源滤波器的基本原理及相关参数设计方法,结合基波磁通原理,提出了一种将单调谐滤波器连接三绕组变压器一次侧,在副边绕组采用滞环比较PWM电流控制方法,通过有源补偿的方式产生与一次侧大小相同、方向相反的基波补偿电流,使铁芯基波磁通整体等效为零,串联变压器一次侧对基波呈现近似为零的漏阻抗,对谐波呈现很高的励磁阻抗,基波电流顺利流过变压器,而谐波则被另一副边绕组提取的方案。采用MATLAB建立单相谐波电能提取仿真电路模型,对获取的谐波提取电路中的波形进行FFT变换,观察频谱分布,检验谐波提取电路的有效性,并计算出提取的谐波电能的大小。（3）射频电能发射装置电源设计包括线圈匝数的设计、铁芯材料的选择、隔离保护电路等设计。供电电源利用电磁感应原理将谐波电能耦合后经浪涌保护、整流滤波、稳压、DC-DC电路转换后输出为稳定的直流电压为射频电能发射装置供电。（4）射频电能发射及射频取电装置采用Altium Designer进行了整体电路设计,并投板做出实物。射频发射端选择了一款集成式射频无线收发芯片,使射频发射装置整体更加集成、智能、小型化。射频采集端基于七阶整流倍压拓扑电路结构,使得射频取电装置具有更高的输出电压和输出功率,可为监测设备提供稳定的直流电能。最后,经实验数据表明,基于射频取电无线电能传输技术的超高压输电线路监测设备供电系统在射频电能发射装置发射功率为7W的前提下,射频取电装置可在超高压输电线路绝缘安全距离外,采集到使在线监测设备正常运行时的工作电压,实现为在线监测设备稳定高效的供电目标。