一种GIS低电位空间电场-磁场取能装置

1.一种GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，包括：空间磁场取能模块（1）和空间电场取能模块（2），所述空间磁场取能模块（1）与空间电场取能模块（2）电连接，所述空间磁场取能模块（1）用于获取GIS周边存在的空间磁场能量并将其转换为感应电压输入至空间电场取能模块（2）；所述空间电场取能模块（2）连接有输入连接线（24），所述输入连接线（24）用于将GIS周边存在的空间感应电压引入空间电场取能模块（2）；所述空间电场取能模块（2）用于对通过输入连接线（24）输入的空间感应电压进行升压，以及对所述空间磁场取能模块（1）产生的感应电压进行升压；所述空间磁场取能模块（1）包括磁电转换组（17），所述磁电转换组（17）设置有多组，每组磁电转换组（17）由自下向上依次叠加的负电极（13）、压电层（11）、正电极（12）和磁致伸缩层（14）构成，多组磁电转换组（17）之间依次叠加连接，多组磁电转换组（17）的正电极（12）之间互相电连接形成正极端，负电极（13）之间互相电连接形成负极端，所述正极端和负极端分别与空间电场取能模块（2）电连接；所述正电极（12）由第一梳齿栅结构（121）和与第一梳齿栅结构（121）电连接的第一汇流排结构（122）组成，所述负电极（12）由第二梳齿栅结构（131）和与第二梳齿栅结构（131）电连接的第二汇流排结构（132）组成，第二梳齿栅结构（131）的梳齿与第一梳齿栅结构（121）的梳齿相互交替设置。 2.根据权利要求1所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述第一梳齿栅结构（121）、第二梳齿栅结构（131）、第一汇流排结构（122）和第二汇流排结构（132）通过光刻工艺制作在压电层（11）上。 3.根据权利要求1或2所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述压电层（11）的材料为弛豫铁电单晶；所述正电极（12）和负电极（13）的材料均为银或金。 4.根据权利要求3所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述压电层（11）的材料为001方向极化的铌锌酸铅或001方向极化的钛铌镁酸铅。 5.根据权利要求1所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述空间电场取能模块（2）包括压电变压块（21）、两个输入电极（22）、输出电极（23）和取能电容（25），所述输入电极（22）长度小于压电变压块（21）长度，两个输入电极（22）位于压电变压块（21）的两侧，且两个输入电极（22）的长度方向与压电变压块（21）的长度方向平行，两个输入电极（22）的一端与压电变压块（21）的一端对齐，所述压电变压块（21）与输出电极（23）连接，输出电极（23）位于所述压电变压块（21）上远离输入电极（22）的一端，所述正极端和负极端分别与两个输入电极（22）电连接，所述输出电极（23）与取能电容（25）的一端电连接，所述取能电容（25）的另一端与输出负载负极接线（27）连接, 两个输入电极（22）分别与一根输入连接线（24）连接。 6.根据权利要求5所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述输入电极（22）的长度不超过压电变压块（21）长度的三分之二，且不小于压电变压块（21）长度的三分之一；所述压电变压块（21）未被输入电极（22）覆盖的部分长度大于或等于压电变压块（21）厚度的4倍。 7.根据权利要求6所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述压电变压块（21）未被输入电极（22）覆盖的部分长度为压电变压块（21）厚度的4倍、6倍或8倍。 8.根据权利要求5至7任一项所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述输入电极（22）、输出电极（23）的材料均为银，所述压电变压块（21）的材料为PZT压电陶瓷，所述取能电容（25）的耐压大于400V。 9.根据权利要求5至7任一项所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述空间磁场取能模块（1）还包括磁质量块（16）和设置在所述磁质量块（16）上的悬臂梁桥（15），所述磁电转换组（17）设置在所述悬臂梁桥（15）上，所述悬臂梁桥（15）与压电变压块（21）之间机械连接，所述悬臂梁桥（15）的材料为PZT压电陶瓷。 10.根据权利要求1或2所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述磁致伸缩层（14）和正电极（12）或负电极（13）之间通过环氧树脂粘接。 11.根据权利要求5至7任一项所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述输入电极（22）与压电变压块（21）之间、输出电极（23）与压电变压块（21）之间的连接方式均为浆料烧渗。 12.根据权利要求9所述的GIS低电位空间电场-磁场取能装置，其特征在于，所述磁电转换组（17）与悬臂梁桥（15）之间、磁质量块（16）与悬臂梁桥（15）之间通过环氧树脂粘接，所述悬臂梁桥（15）与压电变压块（21）之间机械连接的方式为玻璃浆料烧结。