为进一步提高输电设备的稳定性和可靠性,近年来在线监测技术在输电线路中得到了广泛的应用。但是,大量的应用实践表明,目前采用的太阳能及蓄电池供能技术已不能完全满足输电线路应用环境下在线监测装置的供电需求,严重影响了在线监测装置的稳定性和可靠性,制约了装置性能的发挥。针对该问题,本文研究了在交流输电线路的杆塔侧利用电场进行能量采集的供电技术,具体开展了以下几个方面的工作。(1)以平行电容极板为例,利用有限元仿真软件COMSOL建立了仿真模型,对空载、负载以及接入脉冲开关等各情形下平行电容极板的集能过程进行了研究;以电容极板的输出电压和电容储能为考核集能效果的指标,仿真研究了极板的间距、表面积和介电常数等参数对集能效果的影响,并提出了取能极板储能的优化目标;以500kV同塔双回直线塔为例,应用COMSOL软件对杆塔周围的电场环境进行了仿真,评估了可以获得的最大电场强度及其位置。(2)分别应用COMSOL和PSPICE仿真软件对取能极板的充放电过程进行了仿真,通过结果对比和分析,将集能转换器的电路模型等效为交流电压源与三个电容(pF级)串联;采用PSPICE软件仿真验证了脉冲开关的集能加速特性,结果表明当开关频率为100Hz时可在外施电压的波峰与波谷处获得最大的电容储能,约为传统电能调理电路条件下的4倍。(3)在传统电能调理电路以及脉冲开关的基础上,设计加入冲击保护电路、电压控制电路以及DC/DC变换电路,完善了电能调理电路的总体设计。(4)搭建了电场自供能系统实验平台,分别采用了7.5cm、15cm和20cm三种不同半径的极板进行了实验研究,验证了极板间距、表面积、外施电场以及脉冲开关对极板输出电压的影响。