一种接触网绝缘子污秽在线监测结构及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及接触网供电设备在线监测技术领域，特别是针对在27.5Kv工作电压下接触网绝缘子在线监测结构及装置。
【背景技术】
[0002]近年来，电气化牵引供电设备的安全状态维护是铁路运管部门重点关心的目标之一，其供电设备安全服役是保障铁路列车正常运行的前提。但又因接触网供电设备工作环境恶劣，使用条件苛刻等客观原因，对其供电设备的安全状态维修维护提出了更高要求。特别的，在雾霾、大雾、小雨以及小雪等天气下，在污染区段的接触网污染绝缘子易发生污闪，造成接触网供电设备跳闸，导致铁路线路大面积停电，严重影响铁路正常运输秩序。走访各铁路局供电部门了解到，目前接触网绝缘子的维护维修采用人工定期巡视的方式来定性判断绝缘子是否脏污，是否需要清洗。该方式存在漏检率低、重点性不强、工作量大，且故障隐患不易发现等客观问题，使运管部门不能及时掌握所辖线路绝缘子的服役情况，间接地给接触网绝缘子的清扫安排造成了很大困难。因此，开展接触网绝缘子在线监测，对于接触网绝缘子维护具有很重要的意义。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的发明目的在于:提供一种结构合理、简易安装、操作方便，能够针对电气化铁路绝缘子污秽在线监测装置及其前端监测单元。
[0004]该装置安装于铁路沿线支柱上，实现对接触网绝缘子运行服役状态实时在线监控，主要测量在正常工作电压下流过绝缘子表面的漏电流信息以及所处环境气象信息。通过对各监控信息数据的多层处理后，将检测结果以无线的方式发送至后台管理中心。运管部门通过在后台管理中心查看所监控绝缘子的结果数据是否超过预警值，如若超限，及时通知运管部门安排计划，有效清扫超限绝缘子。同时，建立清扫绝缘子数据库信息，方便以后回溯查看。该装置的有效推广应用可减少运管人员工作量、实时的管理绝缘子服役状态，为科学安排清扫，制定计划提供了数据依据。
[0005]本实用新型公开的接触网绝缘子污秽在线监测装置包括两大部分，为前端监测单元和后端信息处理发布单元。
[0006]前端监测单元包括保护电路模块、微处理模块、供电模块、温湿度传感器、漏电流传感器、存储器及无线发送模块。其中，供电模块用于向接触网绝缘子污秽在线监测装置前端监测单元中的耗电元器件供电；漏电流传感器通过保护电路模块与微处理模块具有信号连接；温湿度传感器、无线发送模块均与微处理模块具有信号连接；温湿度传感器用于采集环境温度及环境湿度；漏电流传感器安装于接触网绝缘子接地端的挂环处，用于检测漏电流；保护电路模块用于保护前端监测单元的安全性和稳定性。微处理模块用于将温湿度传感器与漏电流传感器输出的电信号进行高速采集及处理后输出给存储器；所述无线发送模块用于将处理后的数据以无线信号形式发送给后端信息处理发布单元。
[0007]进一步，还包括低功耗唤醒模块及可控开关；所述供电模块通过可控开关与前端监测单元中耗电元器件连接；所述低功耗唤醒模块的定时触发信号输出端与所述可控开关的控制端具有信号连接。
[0008]进一步，所述保护电路模块采用三级保护措施，有效防止电磁冲击、防高压冲击及防雷击的影响，确保了前端监测单元在恶劣环境下的正常运行，具体包括三极气体放电管、压敏电阻及两个TVS 二极管以及四个匹配电阻。
[0009]漏电流传感器具有第一信号输出端子及第二信号输出端子，三极气体放电管的第一端与第一信号输出端子连接，三极气体放电管的第二端与第二信号输出端子连接，三极气体放电管的接地端接地。
[0010]压敏电阻的第一端通过第一匹配电阻与三极气体放电管的第一端连接，压敏电阻的第二端通过第二匹配电阻与三极气体放电管的第二端连接。
[0011]第一 TVS 二极管的阴极通过第三匹配电阻与压敏电阻的第一端连接，第一 TVS 二极管的阳极接地；第二 TVS 二极管的阴极通过第四匹配电阻与压敏电阻的第二端连接，第二 TVS 二极管的阳极接地。
[0012]进一步，所述供电模块包括太阳能电池板、蓄电池及电源管理板；所述太阳能电池板与蓄电池均与电源管理板连接，电源管理板用于向接触网绝缘子污秽在线监测装置中的耗电元器件供电。
[0013]进一步，所述的微处理单元应用于温度范围宽泛的恶劣环境中，采用相应的温度补偿算法，实现了在不同温度环境下的高精度采集(达到0.0lmA级别)。同时，采用专用的巴特沃斯改进型滤波电路，避免了由于铁路电力机车运行带来的干扰信号影响。
[0014]后端信息处理发布单元主要由服务器以及B/S软件组成。其中，服务器用于接收多处前端监测单元的数据。B/S软件主要实现监测信息显示查询追溯、前端监测单元管理、报警信息的管理以及发布、前端监测单元的控制等功能。
[0015]本实用新型还保护了所述接触网绝缘子污秽在线监测装置的前端监测单元。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0017]本实用新型实现了对接触网绝缘子漏电流及周围环境温湿度的实时监测，并同时将监测结果进行存储及实时发送给后端信息处理发布中心，可及时掌握接触网绝缘子运行状态，如若超限，及时通知运管部门安排计划，有效清扫超限绝缘子。该装置的有效推广应用可减少运管人员工作量、实时的管理绝缘子服役状态，为科学安排清扫，制定计划提供了数据依据。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型中铁路接触网绝缘子在线监测网络拓扑图。
[0019]图2是本实用新型中接触网绝缘子污秽在线监测系统的原理框图。
[0020]图3是本实用新型中低功耗唤醒模块的原理框图。
[0021]图4为本实用新型中保护电路模块的原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]如图1所示，本实用新型中的接触网绝缘子污秽在线监测装置包括两大部分，为前端监测单元和后端信息处理发布单元。
[0025]如图2，前端监测单元包括保护电路模块、微处理模块、供电模块、温湿度传感器、漏电流传感器、存储器及无线发送模块；其中，供电模块用于向接触网绝缘子污秽在线监测装置中的耗电元器件供电；温湿度传感器及无线发送模块均与微处理模块具有信号连接；漏电流传感器通过保护电路模块与微处理模块具有信号连接。
[0026]温湿度传感器用于采集环境温度及环境湿度；漏电流传感器安装于接触网绝缘子接地端的挂环处，用于检测漏电流；保护电路模块用于保护前端监测单元的安全性和稳定性。微处理模块用于将温湿度传感器与漏电流传感器输出的电信号进行高速采集处理后输出给存储器；所述无线发送模块用于将处理后的数据以无线信号形式发送给后端信息处理发布单元。
[0027]后端信息处理发布单元主要由服务器以及B/S软件组成。其中，服务器用于接收多处前端监测单元的数据。B/S软件主要实现监测信息显示查询追溯、前端监测单元管理、报警信息的管理以及发布、前端监测单元的控制等功能。
[0028]需要说明的是，由于接触网绝缘子所处的环境温湿度信息对于接触网表面的漏电流大小有直接关系，因此在测量漏电流的同时还需要采集此绝缘子的环境温湿度信息。
[0029]在一个具体实施例中，微处理器用于将温湿度传感器与漏电流传感器输出的电信号进行处理是指微处理器对微弱的泄漏电流信号的信号调理，进一步包括对漏电流信号的保护、放大以及滤波等。其次，微处理器高速采样泄漏电流信号、温湿度信号，使其模拟信号转换成数字信号。这些处理均为现有技术，不应当理解为是本实用新型的改进以及不应当理解为是对本实用新型的限制。
[0030]具体的，所述供电模块包括太阳能电池板、蓄电池及电源管理板；所述太阳能电池板与蓄电池均与电源管理板连接，电源管理板用于向接触网绝缘子污秽在线监测装置中的耗电元器件供电。
[0031]电源管理模块实现能量的有序管理。当阳光充足时，电源管理模块使太阳能电池板输出的电能一方面供给蓄电池充电，另一方面直接给各个模块提供