CN216356099U - 一种高压输电线路在线监测综合终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压输电线路在线监测综合终端，包括供能单元、监测单元、控制信息单元，所述供能单元包括导线CT取能模块、高压侧稳压储能模块、恒流源模块、固体激光器、传能光纤、光电能量转换器、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块；所述导线CT取能模块安装于导线本体上，所述控制信息单元从供能单元获取电能，控制各个监测模块，获取监测模块信息，实现监测信息加密，通过5G通信模块将监测信息发送至互联网云中台。本实用新型搭建了一个输电线路在线监测装置的平台，可按照场景，进行功能模块化特色定制和扩展，具有非常强的通用性和可扩展性。
Description
技术领域
本实用新型属于高压输电线路在线监测领域，涉及高压输电线路设备运行监测技术，尤其是一种高压输电线路在线监测综合终端。
背景技术
随着智慧输电线路建设推进，输电线路和铁塔上新增大量的无线监测装备，然而、当前在线监测装备均为不同种类、不同厂家。并且由于输电线路和铁塔之间的高电压，导致绝缘子两侧的监测终端一体化布置较难实现。
然而当前输电铁塔上的监控装备多采用太阳能电池板、蓄电池、微型风机等方式供电。太阳能和微型风机供电存在供能不稳定、体积大、成本高的问题，蓄电池则存在寿命短等问题。
同时现有市场上的输电线路监测终端，如铁塔微气象、铁塔倾斜监测、附冰监测、舞动监测等模块，存在功能单一、数据标准不统一等情况，不利于智慧输电线路的全面推广建设。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高压输电线路在线监测综合终端，该终端融合了输电线路本体上的附冰监测、舞动监测，以及输电铁塔上的铁塔倾斜监测、微气象监测模块、视频监拍等监测功能，具有供能稳定、可靠、寿命长的特点。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种高压输电线路在线监测综合终端，包括供能单元、监测单元、控制信息单元，
所述供能单元包括导线CT取能模块、高压侧稳压储能模块、恒流源模块、固体激光器、传能光纤、光电能量转换器、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块；
所述导线CT取能模块安装于导线本体上，并连接至高压侧稳压储能模块，所述高压侧稳压储能模块封装在高压侧均压环内，在高压侧均压环内还封装有恒流源模块、固体激光器，所述高压侧稳压储能模块连接恒流源模块，恒流源模块连接固体激光器，所述固体激光器与传能光纤的一端连接，所述传能光纤的另一端连接光电能量转换器，所述传能光纤置于复合绝缘子内部，在复合绝缘子两端分别安装高压侧均压环、低压侧均压环；
在低压侧均压环内还安装有光电能量转换器、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块，所述MPPT储能控制器模块与光电能量转换器连接，所述光电能量转换器连接低压侧储能稳压模块；
所述控制信息单元包括安装于低压侧均压环内的单片机、光纤信能共传单元、光电信息转换单元、5G通信模块；所述控制信息单元从供能单元获取电能，控制各个监测模块，获取监测模块信息，实现监测信息加密，通过5G通信模块将监测信息发送至互联网云中台。
而且，所述监测单元包括安装在输电线路本体上的附冰监测模块、舞动监测模块，安装于输电铁塔上的铁塔倾斜监测模块、微气象监测模块、视频监拍模块。
而且，所述供能单元的传能光纤安装在复合绝缘子芯柱内，与复合绝缘子一体浇筑成型，两侧光纤耦合终端连接至复合绝缘子两侧的均压环内的固体激光器、光电能量转换器上。
而且，所述高压侧均压环、低压侧均压环形成法拉第笼，安装在均压环内的器件均用固体绝缘材料包覆。
而且，所述导线CT取能模块为可开口式CT。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型提出的供能单元，具有供能稳定、可靠、寿命长的特点，且可满足较大功率(几十瓦特)在线监测装备的持续供能需求。
2、本实用新型在线监测综合终端是包括附冰监测、舞动监测、铁塔倾斜监测、微气象监测、视频监拍等模块的微型化一体化线路智能监测终端。
3、本实用新型搭建了一个输电线路在线监测装置的平台，可按照场景，进行功能模块化特色定制和扩展，具有非常强的通用性和可扩展性。为输电线路在线监测的发展奠定了坚实的基础。
附图说明
图1为本实用新型的结构连接示意图。
图2为复合绝缘子与内部光纤及两端均压环的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种高压输电线路在线监测综合终端，包括供能单元、监测单元、控制信息单元。
所述供能单元包括：导线CT取能模块2、高压侧稳压储能模块、恒流源模块、固体激光器3、传能光纤4、光电能量转换器6、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块。
所述导线CT取能模块2为可开口式CT，安装于导线本体1上，并通过二次导线连接至高压侧稳压储能模块，所述高压侧稳压储能模块封装在高压侧均压环7内，在高压侧均压环 7内还封装有恒流源模块、固体激光器3，所述高压侧稳压储能模块连接恒流源模块，恒流源模块连接固体激光器3，所述固体激光器3与传能光纤4的一端连接，所述传能光纤4的另一端连接光电能量转换器6，所述传能光纤4置于复合绝缘子5内部，在复合绝缘子5两端分别安装高压侧均压环7、低压侧均压环8。
在低压侧均压环8内还安装有光电能量转换器6、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块，所述MPPT储能控制器模块与光电能量转换器6连接，MPPT储能控制器模块与光电能量转换器6配合用于将能量激光转化为稳定输出的直流。所述光电能量转换器6连接低压侧储能稳压模块，低压侧储能稳压模块向STM32单片机进行供电。
所述监测单元包括：安装在输电线路本体上的附冰监测模块、舞动监测模块，安装于输电铁塔上的铁塔倾斜监测模块、微气象监测模块、视频监拍模块。
所述控制信息单元包括：安装于低压侧均压环8内的STM32单片机、光纤信能共传单元、光电信息转换单元、5G通信模块。
STM32单片机是控制信息单元的核心部分，光纤信能共传单元可将信息在绝缘子高、低压侧之间进行传输，光电信息转换单元可实现光纤内光信息向电信息的转换，STM32单片机可通过光电信息转换单元获取各监测单元信息，并向监测单元下发指令；STM32单片机通过 5G通信模块将信息传递到云后台信息。
该控制信息单元从供能单元获取电能，控制各个监测模块，获取监测模块信息，实现监测信息加密，通过5G通信模块将监测信息发送至互联网云中台。
供能单元的传能光纤4安装在复合绝缘子5芯柱内，与复合绝缘子5一体浇筑成型，两侧光纤耦合终端连接至复合绝缘子5两侧的均压环内的固体激光器3、光电能量转换器6上。传能光纤4的安装不影响复合绝缘子5的绝缘性能和机械性能。
供能单元除导线CT取能模块2外的单元、控制信息单元的所有模块均布置在复合绝缘子5两端的均压环内。
均压环材质为铝合金封闭材质，形成一个包覆内部二次模块的“法拉第笼”，保障了复杂电磁环境下本监控装置的电磁稳定性。均压环内的二次模块均用环氧树脂等固体绝缘材料包覆，保障了本监测装置的机械稳定性。
本实用新型的工作原理为：
导线CT取能模块2通过二次线路连接至安装于高压侧均压环7内的高压侧稳压储能模块上，由高压侧稳压储能模块进行过压保护、交流整流、储能后，向外提供稳定的12V直流电能，此为高压侧供能。高压侧供能输出的12V直流电能驱动控制信息单元的STM32单片机、5G通信模块等。
高压侧供能输出的12V直流电能驱动恒流源模块，恒流源模块在STM32的控制下，输出稳定的直流电流，由恒流源模块驱动固体激光器3产生固定波长的能量激光，并耦合至复合绝缘子5芯柱内的传能光纤4上，由传能光纤4将能量激光传输至铁塔侧也即低压侧均压环8内的光电能量转换器6中，并由光电能量转换器6将能量激光转化为直流电能，进而进行稳压储能，并输出12V直流电能，为低压侧供能。
此外，由高压侧供能输出的12V直流电能为附冰监测模块、舞动监测模块供电，并由 STM32单片机控制。由低压侧供能输出的12V直流电能为铁塔倾斜监测模块、微气象监测模块、视频监拍模块供电，并通过光纤接受STM32单片机控制。
STM32单片机将从各监测模块获得的信息通过5G通信模块传递至互联网云中台，并接受互联网云中台下发的控制指令。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种高压输电线路在线监测综合终端，其特征在于：包括供能单元、监测单元、控制信息单元，
所述供能单元包括导线CT取能模块(2)、高压侧稳压储能模块、恒流源模块、固体激光器(3)、传能光纤(4)、光电能量转换器(6)、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块；
所述导线CT取能模块(2)安装于导线本体(1)上，并连接至高压侧稳压储能模块，所述高压侧稳压储能模块封装在高压侧均压环(7)内，在高压侧均压环(7)内还封装有恒流源模块、固体激光器(3)，所述高压侧稳压储能模块连接恒流源模块，恒流源模块连接固体激光器(3)，所述固体激光器(3)与传能光纤(4)的一端连接，所述传能光纤(4)的另一端连接光电能量转换器(6)，所述传能光纤(4)置于复合绝缘子(5)内部，在复合绝缘子(5)两端分别安装高压侧均压环(7)、低压侧均压环(8)；
在低压侧均压环(8)内还安装有光电能量转换器(6)、MPPT储能控制器模块、低压侧储能稳压模块，所述MPPT储能控制器模块与光电能量转换器(6)连接，所述光电能量转换器(6)连接低压侧储能稳压模块；
所述控制信息单元包括安装于低压侧均压环(8)内的单片机、光纤信能共传单元、光电信息转换单元、5G通信模块；所述控制信息单元从供能单元获取电能，控制各个监测模块，获取监测模块信息，实现监测信息加密，通过5G通信模块将监测信息发送至互联网云中台。
2.根据权利要求1所述的高压输电线路在线监测综合终端，其特征在于：所述监测单元包括安装在输电线路本体上的附冰监测模块、舞动监测模块，安装于输电铁塔上的铁塔倾斜监测模块、微气象监测模块、视频监拍模块。
3.根据权利要求1所述的高压输电线路在线监测综合终端，其特征在于：所述供能单元的传能光纤(4)安装在复合绝缘子(5)芯柱内，与复合绝缘子(5)一体浇筑成型，两侧光纤耦合终端连接至复合绝缘子(5)两侧的均压环内的固体激光器(3)、光电能量转换器(6)上。
4.根据权利要求1所述的高压输电线路在线监测综合终端，其特征在于：所述高压侧均压环(7)、低压侧均压环(8)形成法拉第笼，安装在均压环内的器件均用固体绝缘材料包覆。
5.根据权利要求1所述的高压输电线路在线监测综合终端，其特征在于：所述导线CT取能模块(2)为可开口式CT。
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| CN (1) | CN216356099U (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113959488A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-21 | 国网天津市电力公司 | 一种高压输电线路在线监测方法 |
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2021
- 2021-10-09 CN CN202122428651.9U patent/CN216356099U/zh active Active
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