一种配电线路避雷器在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电线路避雷器在线监测系统，包括现有配电线路避雷器网络、汇聚节点和传感器节点，所述现有配电线路避雷器网络包括服务器、与服务器和带状拓扑结构传感器连接的采集器和组成带状拓扑结构的传感器模块。本实用新型专利技术将汇聚节点和传感节点敷设于现有的10kv配电线路避雷器上，将现有的带状网络分割成多个网段，每个网段两端的成为汇聚节点，负责将网段内的数据传送至采集器。采集器再通过原有方式将数据传送至服务器，进行数据存储、统计、分析。传感节点只需要传输数据，不需要对数据进行处理，由汇聚节点进行打包处理。汇聚节点配备全球定位系统，传感节点之间通过射频识别模块确定相互之间的距离，汇聚节点计算传感节点与其距离确定传感节点位置，缓解无线传感网络能量有限的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力设备在线监测领域，具体涉及一种配电线路避雷器的在线监测系统。
技术介绍
10千伏配网供电系统是电网中电力线路结构、使用环境最复杂的一个环节，也是线路长度最大的一个环节。尤其该电压等级下的架空线路，其数目众多的配电变压器和架空线路都需要装设避雷器作为防雷保护。每年的雨季雷击设备的概率增大，而且随着设备使用时间延长设备表面污物增多，雷击设备的故障几率也逐年增加。避雷器作为电力系统重要的保护电器，其正常运行能够保护电气设备免遭受过电压的危害，因此及时准确的监测避雷器的运行状态，定位故障避雷器位置以便及时更换，对保护设备免遭过电压伤害十分重要。现有的配电线路避雷器是依据配电线路走向进行安装，形成带状的无线传感器网络，由于带状拓扑结构存在，导致传输过程路径单一、负载不均衡且缺乏可靠性保障机制，并且越靠近数据接收端的节点所需传送的数据越大，形成“热区”，造成数据堵塞，影响避雷监测效果。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种配电线路避雷器在线监测系统，在现有配电避雷系统基础上进行改进，将带状拓扑结构分成若干网段，避免“热区”形成。本技术通过以下技术方案解决上述技术问题，一种配电线路避雷器在线监测系统，包括现有配电线路避雷器网络、汇聚节点和传感器节点，所述现有配电线路避雷器网络包括服务器、与服务器和带状拓扑结构传感器连接的采集器和组成带状拓扑结构的传感器模块，其特征在于，所述传感器节点安装在组成带状拓扑结构的部分传感器模块上，将组成带状拓扑结构的传感器模块分割成若干网段，获取网段内传感器模块的状态信息、告警信息和动作次数信息，获取传感器节点的位置信息，发送至汇聚节点；所述传感器节点包括第二定位模块、第二通讯模块以及第二取电模块；所述第二定位模块通过射频测距确定相互传感器节点之间的距离，获取传感器节点的位置信息；所述第二通讯模块，与汇聚节点进行通讯，传输传感器模块发出的状态信息、告警信息和动作次数信息，传输传感器节点的位置信息；所述第二取电模块为传感器节点提供电源；所述汇聚节点，安装在采集器和所述传感器节点之间，将所述传感器节点发出的当前状态、动作次数、告警信息及位置信息发送至采集器；所述汇聚节点，包括存储器模块、处理器模块、第一定位模块、第一通讯模块以及第一取电模块；所述存储器模块将网段内传感器节点的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息进行存储；所述第一定位模块为全球定位模块，获取汇聚节点的位置信息；所述处理器模块计算传感节点与汇聚节点距离确定传感节点位置，对传感器节点进行划分；所述第一通讯模块，与传感器节点进行通讯，传输传感器节点发出的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息；所述第一取电模块为汇聚节点提供电源。作为优化，所述第二定位模块和所述第二通讯模块为PulsON 410超宽带测距与通信模块，采用超宽带脉冲射频信号机制进行双向飞行时间测距和通信；作为优化，所述传感器模块包括泄漏电流监测传感器、电压监测传感器、温度传感器和湿度传感器；所述泄漏电流传感器获取避雷器泄露电流；所述电压传感器获取避雷器电压数据；所述温度传感器，检测传感器模块的工作温度；所述湿度传感器，检测传感器模块的工作湿度；作为优化，所述泄漏电流传感器为JCE6系列漏电流传感器；作为优化，所述电压传感器为JCE*-L100系列电压传感器；作为优化，所述温度传感器为DS18B20传感器，温度测量范围为：-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为0.5℃；作为优化，所述湿度传感器为Sensirion公司的SHT71湿度传感器；作为优化，所述第一定位模块为UO363D北斗定位模块；作为优化，所述第一取电模块和所述第二取电模块为可充电电池，为各模块供电，所述可充电电池通过太阳能电池板进行充电。本技术将汇聚节点和传感节点敷设于现有的10kv配电线路避雷器上，将现有的带状网络分割成多个网段，每个网段两端的成为汇聚节点，负责将网段内的数据传送至采集器。采集器再通过原有方式将数据传送至服务器，进行数据存储、统计、分析。传感节点只需要传输数据，不需要对数据进行处理，由汇聚节点进行打包处理。汇聚节点配备全球定位系统，传感节点之间通过射频识别模块确定相互之间的距离，汇聚节点计算传感节点与其距离确定传感节点位置，缓解无线传感网络能量有限的问题。附图说明图1为本技术实施例汇聚节点结构示意图；图2为本技术实施例传感器节点结构示意图；图3为本技术实施例拓扑图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步详细阐述本技术的内容。一种配电线路避雷器在线监测系统，包括现有配电线路避雷器网络、汇聚节点和传感器节点，所述现有配电线路避雷器网络包括服务器、与服务器和带状拓扑结构传感器连接的采集器和组成带状拓扑结构的传感器模块，其特征在于，所述传感器节点安装在组成带状拓扑结构的部分传感器模块上，将组成带状拓扑结构的传感器模块分割成若干网段，获取网段内传感器模块的状态信息、告警信息和动作次数信息，获取传感器节点的位置信息，发送至汇聚节点；所述传感器节点包括第二定位模块、第二通讯模块以及第二取电模块；所述第二定位模块通过射频测距确定相互传感器节点之间的距离，获取传感器节点的位置信息；所述第二通讯模块，与汇聚节点进行通讯，传输传感器模块发出的状态信息、告警信息和动作次数信息；传输传感器节点的位置信息；所述第二取电模块为传感器节点提供电源；所述汇聚节点，安装在采集器和所述传感器节点之间，将所述传感器节点发出的当前状态、动作次数、告警信息及位置信息发送至采集器；所述汇聚节点，包括存储器模块、处理器模块、第一定位模块、第一通讯模块以及第一取电模块；所述存储器模块将网段内传感器节点的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息进行存储；所述第一定位模块为全球定位模块，获取汇聚节点的位置信息；所述第一定位模块为UO363D北斗定位模块；所述处理器模块计算传感节点与汇聚节点距离确定传感节点位置，对传感器节点进行划分；所述第一通讯模块，与传感器节点进行通讯，传输传感器节点发出的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息；所述第一取电模块为汇聚节点提供电源；所述第一取电模块和所述第二取电模块为可充电电池，为各模块供电，所述可充电电池通过太阳能电池板进行充电；所述传感器模块包括泄漏电流监测传感器、电压监测传感器、温度传感器和湿度传感器；所述泄漏电流传感器获取避雷器泄露电流；所述泄漏电流传感器为JCE6系列漏电流传感器；所述电压传感器获取避雷器电压数据；所述电压传感器为JCE*-L100系列电压传感器；所述温度传感器检测传感器模块的工作温度；所述温度传感器为DS18B20传感器，温度测量范围为：-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为0.5℃所述湿度传感器检测传感器模块的工作湿度；所述湿度传感器为Sensirion公司的SHT71温湿度传感器；当服务器端收到告警信息时，能够通过定位模块快速确定故障位置进行故障处理。本技术使用时，传感器模块所监测数据及定位数据发送至传感器节点，并通过汇聚节点进行存储打包，发至下一跳节点。本技术中，传感器节点的第二定位模块通过射频测距确定相互传感器节点之间的距离，获取传感器节点的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电线路避雷器在线监测系统，包括现有配电线路避雷器网络、汇聚节点和传感器节点，所述现有配电线路避雷器网络包括服务器、与服务器和带状拓扑结构传感器连接的采集器和组成带状拓扑结构的传感器模块，其特征在于，所述传感器节点安装在组成带状拓扑结构的部分传感器模块上，将组成带状拓扑结构的传感器模块分割成若干网段，获取网段内传感器模块的状态信息、告警信息和动作次数信息，获取传感器节点的位置信息，发送至汇聚节点；所述传感器节点包括第二定位模块、第二通讯模块以及第二取电模块；所述第二定位模块通过射频测距确定相互传感器节点之间的距离，获取传感器节点的位置信息；所述第二通讯模块，与汇聚节点进行通讯，传输传感器模块发出的状态信息、告警信息和动作次数信息，传输传感器节点的位置信息；所述第二取电模块为传感器节点提供电源；所述汇聚节点，安装在采集器和所述传感器节点之间，将所述传感器节点发出的当前状态、动作次数、告警信息及位置信息发送至采集器；所述汇聚节点，包括存储器模块、处理器模块、第一定位模块、第一通讯模块以及第一取电模块；所述存储器模块将网段内传感器节点的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息进行存储；所述第一定位模块为全球定位模块，获取汇聚节点的位置信息；所述处理器模块计算传感节点与汇聚节点距离确定传感节点位置，对传感器节点进行划分；所述第一通讯模块，与传感器节点进行通讯，传输传感器节点发出的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息；所述第一取电模块为汇聚节点提供电源。...

【技术特征摘要】
1.一种配电线路避雷器在线监测系统，包括现有配电线路避雷器网络、汇聚节点和传感器节点，所述现有配电线路避雷器网络包括服务器、与服务器和带状拓扑结构传感器连接的采集器和组成带状拓扑结构的传感器模块，其特征在于，所述传感器节点安装在组成带状拓扑结构的部分传感器模块上，将组成带状拓扑结构的传感器模块分割成若干网段，获取网段内传感器模块的状态信息、告警信息和动作次数信息，获取传感器节点的位置信息，发送至汇聚节点；所述传感器节点包括第二定位模块、第二通讯模块以及第二取电模块；所述第二定位模块通过射频测距确定相互传感器节点之间的距离，获取传感器节点的位置信息；所述第二通讯模块，与汇聚节点进行通讯，传输传感器模块发出的状态信息、告警信息和动作次数信息，传输传感器节点的位置信息；所述第二取电模块为传感器节点提供电源；所述汇聚节点，安装在采集器和所述传感器节点之间，将所述传感器节点发出的当前状态、动作次数、告警信息及位置信息发送至采集器；所述汇聚节点，包括存储器模块、处理器模块、第一定位模块、第一通讯模块以及第一取电模块；所述存储器模块将网段内传感器节点的位置信息、状态信息、告警信息和动作次数信息进行存储；所述第一定位模块为全球定位模块，获取汇聚节点的位置信息；所述处理器模块计算传感节点与汇聚节点距离确定传感节点位置，对传感器节点进行划分；所述第一通讯模块，与传感器节点进行通讯，传输传感器节点发出的位置信息、状态信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗艺婷，余萌，彭立，潜骏，何川，徐哲，王凯睿，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司南昌供电分公司，国家电网公司，国网江西省电力公司南昌市红谷滩供电分公司，
类型：新型
国别省市：江西;36