本技术属于高压线路用陶瓷绝缘子,具体涉及了一种智能陶瓷绝缘子。
背景技术:
1、在电力的传输过程中,为了降低电缆上的线路损耗,需要使用高压进行电力传输。在电缆需要支撑固定的地方,需要使用绝缘子固定,绝缘子大致分为陶瓷绝缘子和玻璃绝缘子,它们都具备良好的支撑性能和绝缘性能。电缆在生产制作的过程中,有时会因为制作工艺的问题导致电缆存在缺陷,该缺陷在日积月累的电力传输中会引起局部放电;在制作电缆终端接头时,也会因为制作工艺问题引起电缆终端接头的局部放电,电压等级越高,存在的缺陷越容易引起局部放电,最终导致电缆损坏。
2、为了监测电缆自身和电缆终端接头的局部放电,传统做法是在支撑电缆的陶瓷绝缘子上引出信号线接入传感器,当有局部放电信号时,信号会通过陶瓷绝缘子的引出线传入传感器,被传感器采集到,传感器再将采集到的数据上报给后台。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种智能陶瓷绝缘子。该智能陶瓷绝缘子通过内置采集信号的电路模块,从绝缘子内部的高压电容取电和采集信号,并将采集到的信号数据通过内置的lora无线模块发送给后台网关,解决了现有技术中通过线缆连接传感器和陶瓷绝缘子时线缆感应到的空间干扰信号,同时也免去了电池的安装和维护。
2、为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
3、一种智能陶瓷绝缘子,包括绝缘子本体,所述绝缘子本体内部中空,并且在绝缘子本体的内部两端分别固定安装高压电容和采集电路板;所述采集电路板集成设有依次连接的电源管理电路模块、取包络电路模块、主控电路模块、lora无线通信模块和板载lora天线;所述高压电容与所述电源管理电路模块电性连接。
4、在本实用新型中,所述陶瓷绝缘子,基于常规陶瓷绝缘子制作,内部预留有足够空间和安装孔位,用于安装高压电容和采集电路板。所述高压电容,根据制作的陶瓷绝缘子的电压等级选取制作,安装与绝缘子内部,预留接线端子与采集电路板电性连接,给采集电路板提供供电和信号采集源。
5、本实用新型进一步说明,所述电源管理电路模块,用于将高压电容输入的高压电进行调压处理,输出采集电路板上各电路模块工作所需电压(实现原理为:高压输入至pt(即电压互感器),经过整流桥电路将交流电变成直流电,再经过稳压电路,提供系统可以使用的3.3v直流电源,满足采集电路板上各电路模块工作所需电压),同时将输入的高压电信号分一路,提供给取包络电路模块。
6、本实用新型进一步说明,所述取包络电路模块,用于将输入的高压电信号进行阻抗转换、低通滤波、取包络,从硬件上滤除其他非目标频率的信号,然后将过滤处理后的电信号输入给主控电路模块。
7、本实用新型进一步说明,所述主控电路模块为集成adc(模拟数字转换器)的低功耗mcu(单片机),用于数据的采集和转换,在将取包络电路模块输入过来的电信号进行模数转换后输送给lora无线通信模块。
8、本实用新型进一步说明,所述lora无线通信模块通过板载lora天线将数据发送给lora后台网关。
9、本实用新型进一步说明,所述采集电路板通过绝缘支柱固定安装在绝缘子本体的内部一端。
10、本实用新型进一步说明,所述绝缘子本体的两端均设有螺丝孔,所述高压电容和采集电路板分别通过螺丝固定安装在所述绝缘子本体的内部两端。
11、在本实用新型中,陶瓷绝缘子至少支持10kv、35kv、100kv等几个高压等级,在常规的制作过程中,底部的安装螺丝孔位上方增加绝缘支柱,绝缘支柱用来安装采集电路板,绝缘支柱内部需要进行攻丝,以使用螺丝将电路板固定在支柱上。在电路板调试完成后,底部电路板部分需要进行灌胶密封处理,将电路板密封在绝缘子内部。
12、制作的高压电容的电压等级需要匹配绝缘子的电压等级,同时需要设计能够安装在绝缘子内部的安装方式。电容需要预留接线端子,使用屏蔽线连接至电路板,给电路板提供供电和信号采集。
13、采集电路板需要制作成中间有孔的圆形,其包含的电路模块有:电源管理电路模块、低功耗mcu、lora无线通信模块和取包络电路模块。电源管理电路模块将从电容引过来的电进行调压处理,使电压满足电路板工作所需电压,同时将输入的电源分一路,提供给取包络电路模块;取包络电路模块将输入的信号进行初步过滤处理,从硬件上滤除其他非目标频率的信号,将该信号输入给adc;adc集成在低功耗mcu中,程序从adc读取数据后,将数据发送给lora无线通信模块;lora无线通信模块直接将数据通过射频发送给lora网关。
14、本实用新型具备的有益效果:
15、(1)减少安装步骤。采集电路板内置在陶瓷绝缘子内部,不用再次在绝缘子外部安装,系统送电后,传感器就开始工作,减少施工流程。
16、(2)抗干扰能力强。由于采集电路板内置在绝缘子里面,无需额外的线缆连接,避免了线缆耦合空间中的干扰信号。
17、(3)无需额外的供电系统。采集电路板使用绝缘子内置的电容取能,无需使用外部供电或者电池供电,免去了额外的维护工作。
1.一种智能陶瓷绝缘子,包括绝缘子本体(1),其特征在于:所述绝缘子本体(1)内部中空,并且在绝缘子本体(1)的内部两端分别固定安装高压电容(2)和采集电路板(3);所述采集电路板(3)集成设有依次连接的电源管理电路模块(301)、取包络电路模块(302)、主控电路模块(303)、lora无线通信模块(304)和板载lora天线(305);所述高压电容(2)与所述电源管理电路模块(301)电性连接。
2.根据权利要求1所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述电源管理电路模块(301)用于将高压电容输入的高压电进行调压处理,输出采集电路板上各电路模块工作所需电压,同时将输入的高压电信号分一路,提供给取包络电路模块(302)。
3.根据权利要求2所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述取包络电路模块(302)用于将输入的高压电信号进行阻抗转换、低通滤波、取包络,从硬件上滤除其他非目标频率的信号,然后将过滤处理后的电信号输入给主控电路模块(303)。
4.根据权利要求3所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述主控电路模块(303)为集成adc的低功耗mcu,用于数据的采集和转换,在将取包络电路模块输入过来的电信号进行模数转换后输送给lora无线通信模块(304)。
5.根据权利要求4所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述lora无线通信模块(304)通过板载lora天线(305)将数据发送给lora后台网关。
6.根据权利要求1所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述采集电路板(3)通过绝缘支柱(4)固定安装在绝缘子本体(1)的内部一端。
7.根据权利要求1所述的智能陶瓷绝缘子,其特征在于:所述绝缘子本体(1)的两端均设有螺丝孔(5),所述高压电容(2)和采集电路板(3)分别通过螺丝(6)固定安装在所述绝缘子本体(1)的内部两端。