智能绝缘子、应用于该绝缘子的数据采集及监测系统的制作方法

1.本实用新型属于电力系统领域，特别涉及一种便于安装传感器的智能绝缘子以及应用于该绝缘子的数据采集及监测系统。


背景技术：

2.绝缘子漏电流监测用于抽样监测绝缘子漏电流及配套参数的数值，用于配合判断该锚段的绝缘设备是否存在异常情况。除了监测漏电流本身，还需要监测环境温度、湿度，配合判断是否存在异常情况。现有使用于绝缘子的传感器通过连接装置安装在绝缘子的钢帽上，或者通过下金具作为传感器和绝缘子的搭载平台进行安装，然而现有技术的下金具同样需要借助连接件进行传感器的固定，安装麻烦且不牢固。
3.另一方面，用于监测绝缘子电流情况的设备数据采集节点一般安装在传感器近端，体积小巧，而现有通过sim卡通信的相关设备功耗较高，无法直接在数据采集节点上使用。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提出了一种智能绝缘子以及应用于该绝缘子的数据采集及监测系统。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种智能绝缘子，包括绝缘子主体，所述绝缘子主体的顶部设置有上金具，底部设置有下金具，所述下金具包括带有梯形螺纹的螺杆本体以及设于螺杆本体前端的挂耳，所述螺杆本体上设有轴向的且伸出螺杆本体外侧壁的凹槽，所述螺杆本体后端套设有环状构造的漏电流传感器，所述螺杆本体前端套接有环状构造的紧固件；所述凹槽的外侧端设有传感器数据输出接口，所述传感器数据输出接口与所述漏电流传感器电性连接。
6.进一步的，所述漏电流传感器与所述螺杆本体为间隙配合。
7.进一步的，所述螺杆本体的直径自后端朝向前端逐渐减小；所述紧固件的环内设有与所述螺杆本体相配合的梯形螺纹。
8.进一步的，所述横担通过卡箍连接件与所述下金具连接，所述卡箍连接件上设有数据采集装置，所述数据采集装置的输入端接入所述传感器数据输出接口。
9.更进一步的，所述数据采集装置采用ysdn
‑
2型数据采集装置.
10.进一步的，所述紧固件采用橡胶绝缘材料制成；所述螺杆本体为中空构造，其壁厚5.0～7.2mm；所述螺杆本体的梯形螺纹高为1mm，厚为2mm。
11.本实用新型另一方面提供了一种数据采集及监测系统，所述系统包括多个数据采集节点、数据采集中心、网关设备以及云端服务器；所述数据采集节点沿接触网多点分布设置有传感器，其中，所述传感器包括上述的安装在绝缘子的漏电流传感器、温湿度传感器；所述数据采集节通过无线网络与所述数据采集中心相通信；所述网关设备用于将数据采集中心的数据上传并存储至云端服务器。
12.进一步的，所述数据采集节点包括cpu、分别与所述cpu相连接的锂电池模块、开关模块、无线通信模块、外部开关和ad模块、电源芯片以及内部开关和ad模块；
13.其中，所述电源芯片用于为所述外部开关和ad模块提供稳定电源，所述开关模块控制所述电源芯片的供电操作；所述锂电池模块的输入端连接有外部电源和太阳能充电板，所述锂电池模块为cpu和开关模块供电，所述cpu用于接收所述外部开关和ad模块以及内部开关和ad模块的采集数据，所述cpu还用于控制开关模块的开关操作。
14.进一步的，所述网关设备采用ystn
‑
1型网关，所述网关设备包括互联网、gps网络以及4g、5g网络。
15.更进一步的，所述云端服务器还通过网络与移动终端、客户端和数据分析中心相通信。
16.本实用新型智能绝缘子将原下金具的基础上改进为带有梯形螺纹的螺杆结构，传感器设置为环状结构套接于下金具，并通过下金具开槽引出连接接口，其外侧则通过紧固件紧固，传感器的应变片置于凹槽内且连接数据接口；该结构简单，使用方便，安装维修便捷，并使传感器具有极佳的敏感度。
17.本实用新型数据采集及监测系统通过带有多个传感器的数据采集节点采集数据，并上传至数据采集中心，通过网关将数据信息发送至云端存储，该方案利用自组网模式，保证节点发出的数据能及时有效的发回监测中心，再结合后端数据分析系统，不遗漏任何被监测事件的报警，并及时推送报警信息，为设备的安全运行提供可靠依据。
18.其中，本实用新型系统中的数据采集节点具有体积小、技术先进、安装方便、可高压安装、可大规模上网和运营费用低等特点。此外，方案采用芯片级集成方式和对软件的进一步优化，使系统具备先进的能耗管理方法和事件捕获能力，将节点能耗降至最低，延长了电池使用寿命和节点维护周期。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为下金具安装结构的一种实施方式的示意图；
21.图2为下金具的一种实施方式的结构示意图；
22.图3为下金具安装结构的又一种实施方式的示意图；
23.图4为数据采集设备的结构示意图；
24.图5为数据采集及监测系统的整体结构示意图；
25.图6为数据采集节点的结构示意图。
具体实施方式
26.为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
27.下面参考附图对本实用新型智能绝缘子的实施例进行描述。
28.如图1
‑
2所示的一种智能绝缘子，包括绝缘子主体1，所述绝缘子主体 1的顶部设置有上金具，底部设置有下金具2，所述下金具2的外端连接有横担9；其特征在于，所述下金具2包括带有梯形螺纹的螺杆本体21以及设于螺杆本体21前端的挂耳22，所述螺杆本体21上设有轴向的且伸出螺杆本体外侧壁的凹槽20，所述螺杆本体21后端套设有环状构造的漏电流传感器3，所述螺杆本体21前端套接有环状构造的紧固件4；所述凹槽20的外侧端设有传感器数据输出接口5，所述传感器数据输出接口5与所述漏电流传感器3电性连接。
29.其中，所述漏电流传感器3与所述螺杆本体21为间隙配合。进一步为实现紧固件的紧固效果，保证传感器安装牢固，所述螺杆本体21的直径自后端朝向前端逐渐减小；所述紧固件4的环内设有与所述螺杆本体21相配合的梯形螺纹。一些实例中，所述紧固件4可采用橡胶绝缘材料制成。
30.图3所示，所述绝缘子对采集传感器的装置进行限定：所述横担9通过卡箍连接件8与所述下金具2连接，所述卡箍连接件8上设有数据采集装置7，如图4所示，所述数据采集装置7的输入端接入所述传感器数据输出接口5。一些实例中，所述数据采集装置采用ysdn
‑
2型数据采集装置。
31.需要说明的是，本发明所述一体化智能绝缘子是在原fqbg
‑
2512绝缘子基础上改造下金具而成。下金具的螺杆本体为中空、后端开口的构造。改造后，下金具基底壁厚比原件至少增加了2mm，优选为5.0～7.2mm；采用 1mm高，2mm厚的梯形螺纹安装。传感器安装后，最大外形尺寸由原来的直径90mm，增加到最大直径115mm，长度不变。
32.本实用新型另一方面公开的一种数据采集及监测系统如图5所示，所述系统包括多个数据采集节点31、数据采集中心32、网关设备33以及云端服务器34；所述数据采集节点31沿接触网多点分布设置有传感器，其中，所述传感器包括上述的安装在绝缘子的漏电流传感器3、温湿度传感器；所述数据采集节点31通过无线网络与所述数据采集中心32相通信；所述网关设备33将数据采集中心32的数据上传并存储至云端服务器34。
33.图6所示，所述数据采集节点31包括cpu、分别与所述cpu相连接的锂电池模块、开关模块、无线通信模块、外部开关和ad模块、电源芯片以及内部开关和ad模块；其中，所述电源芯片用于为所述外部开关和ad模块提供稳定电源，所述开关模块控制所述电源芯片的供电操作；所述锂电池模块的输入端连接有外部电源和太阳能充电板，所述锂电池模块为cpu 和开关模块供电，所述cpu用于接收所述外部开关和ad模块以及内部开关和ad模块的采集数据，所述外部开关和ad模块用于5路开关信号输入、5 路开关信号输出以及5路ad信号输入；所述及内部开关和ad模块用于输入各模块设备的监测数据，包括锂电池电压、锂电池电流、板载温度、锂电池总电量及剩余电量、太阳能电池电压、太阳能电池电流以及外部传感器开关状态等；此外，所述cpu还用于控制开关模块的开关操作，从而实现对外部开关和ad模块是否进行数据采集的控制。
34.所述数据采集节点的锂电池模块连接有太阳能充电板；可以实现随安随用，长久工作，无需过多依赖关系。没有太阳能充电的情况下，可以连续工作5天；单独做为中继时不上网，可以工作30天以上。
35.所述网关设备33包括互联网、gps网络以及4g、5g网络。一个示例中，采用ystn
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1型网关作为数据中转平台。所述ystn
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1型网关采用的是 nxp cortex
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a7 i.mx6ul平台研发，
运行嵌入式linux系统，具有低功耗相对而言和高可靠性特性，负责收集附近所有传感器的数据，整理。如果有网络，则发送到指定的服务器。没有则存储于本地，有网络时再发送，持续没有网络，会以存储器空间为限，循环覆盖存储。
36.还需要说明的是，所述云端服务器34还通过网络与移动终端、客户端和数据分析中心相通信。在云端服务器的数据分析中心，可通过监测传感器数据曲线来触发报警机制；如果采集数据异常，则有报警信息，云端采用短信或微信的方式推送给指定人员，进行甄别和维护。
37.智能绝缘子监测系统是采用电子、传感器、网络及数据处理等技术，通过在线监测系统中增加智能数据分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉正常无用的或干扰信息、自动提取超限报警数据，并推送给指定人员或设备，以便作进一步处理。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。