CN101608913A - 智能复合杆塔倾角监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能复合杆塔倾角监测系统，装置的结构如下：箱体的侧壁上铰接箱门，箱体内固定控制器、GPRS DTU(数据终端设备，Data Terminal unit)通讯模块，传感器和太阳能蓄电池，箱体的上端固定箱盖，箱盖上固定太阳能板和GPRS天线，所述的太阳能板与太阳能蓄电池连接，控制器模块与传感器、太阳能蓄电池、DTU连接，DTU与太阳能蓄电池、GPRS天线连接，所述的箱体固定在智能复合杆塔上；传感器的采集数据由控制器分析判断，当倾斜角达到所设定的阈值时，倾角以及相关数据将会以短信模式通过GPRS送到监测中心和有关输电管理人员的手机上，对智能复合杆塔缓慢倾斜或塌陷能及时发现和处理，为保障电网的安全运行提供了有力的技术支持。

Description

智能复合杆塔倾角监测系统

技术领域

本发明涉及的是一种监测系统，具体地说是一种智能复合杆塔倾角监测系统，属于智能电器领域。

背景技术

传统的输电杆塔普遍存在质量大、易腐烂、锈蚀或开裂等缺陷，耐久性差，使用寿命较短并且施工运输和运行维护困难，容易出现各种安全隐患。基于以上的原因，智能复合材料杆塔已被推荐作为木杆、钢杆和/或混凝土杆的优异替换物，因为复合材料杆塔具有强度高、重量轻、耐腐蚀、疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点，非常适用于制造输电杆塔。

然而随着我国经济的迅猛发展，特别是矿产资源的开采力度的加大，在矿区内形成采空区的面积也逐步扩大，而采空区域内地面智能复合材料杆塔极易形成倾斜甚至塌陷，一旦形成事实，势必造成电力环网重、特大安全事故的发生，给国家带来重大经济损失。由于输电线路杆塔数量大，杆塔倾斜的因数多，范围也比较广，仅靠输电巡线人员的日常检查很难实现及时和准确地发现杆塔发生倾斜故障。因此，如何迅速确定智能复合材料杆塔倾斜或塌陷以及提前报警就有着重大意义和必要性。目前国外多采用激光或远红外方式对杆塔进行实时监测，其优点是精度高，缺点是单杆塔设装置点多，而又对装置单设电力线供电，并且测量精度时常受到气候条件(雾、雨)等影响。国内多采用人工巡检或巡测，缺点是巡检周期长，精度低，特别是偏远同区或森林地带，对于杆塔缓慢倾斜或塌陷不能及时发现和处理。

智能复合杆塔倾角监测系统采用双轴倾斜传感器来获取顺线路和横线路两个方向的倾斜角数据，较之前的普通传感器(中国专利200710061599.X“电力杆塔倾斜实时检测预警系统”和中国专利200720100766.2“电力杆塔倾角检测装置”均采用普通传感器)而言具有精度高、灵敏度高、稳定性好、抗振动能力强等优点，可以对智能复合杆塔倾角的细微变化做实时监测，对线路运行人员及时掌握智能复合杆塔的运行状况，确保电网的安全运行具有重要作用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种智能复合杆塔倾角监测系统，它能够对智能复合杆塔倾角的细微变化实时监测，快速准确的在线自动监测杆塔倾斜状况。

本发明的技术方案是：智能复合杆塔倾角监测系统，包括太阳能板、箱盖、箱体、箱门、太阳能蓄电池、GPRS天线和GPRS DTU通信模块，其特征在于：还包括双轴倾斜传感器和控制器；其连接方式是：箱体的侧壁上铰接箱门，箱体内固定控制器、GPRSDTU(数据终端设备，Data Terminal unit)通讯模块，传感器和太阳能蓄电池，箱体的上端固定箱盖，箱盖上固定太阳能板和GPRS天线，太阳能板与太阳能蓄电池连接，控制器与传感器、太阳能蓄电池和GPRS DTU通讯模块连接，GPRS DTU通讯模块与太阳能蓄电池、GPRS天线连接，箱体固定在智能复合材料杆塔上。

如上所述的智能复合杆塔倾角监测系统，其特征在于：传感器是双轴倾斜传感器，它能够获取智能复合杆塔横担在顺线路和横线路两个方向的倾斜角数据。

如上所述的智能复合杆塔倾角监测系统，其特征在于：GPRS DTU是采用的厦门四信F2103GPRS-DTU系列，它是基于2.5G GPRS无线网络，采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器，以实时操作系统作为软件支撑平台，内嵌TCP/IP协议。

如上所述的智能复合杆塔倾角监测系统，其特征在于：太阳能板和太阳能蓄电池供电系统由单晶硅太阳能电池组、太阳能控制器和锂电池(组)组成，即基于单晶硅太阳能电池浮充、锂电池供电方式。

如上所述的智能复合杆塔倾角监测系统，其特征在于：太阳能电池板的主要参数空载开路电压7.5V，短路电流240mA，用于控制整个系统的工作状态，并对锂电池起到过充电保护、过放电保护的作用；蓄电池采用3.6V/4000mA·h锂电池组，整个供电系统体积小，并可保证装置在没有太阳的情况下可靠工作20天。

如上所述的智能复合杆塔倾角监测系统，其特征在于：控制器模块用于对采集到的数据进行处理、并完成对装置的控制，其与数据通讯模块之间双向链接。

本发明具有以下有益效果：

1、功耗低，监测装置的供电是基于单晶硅太阳能电池浮充、锂电池供电方式，为确保装置长期稳定可靠运行，在电源供电和装置运行方面进行了低功耗设计；

2、抗干扰能力强，监测装置长期运行在智能复合杆塔上，电磁干扰比较严重，因此，必须采取可靠的抗干扰措施。具体设计措施为倾角传感器采用屏蔽线保护方式，同时软件采用睡眠和自恢复设计，使监测装置的工作稳定可靠性进一步增强，确保长期可靠工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例结构示意主视图。

图2为本发明实施例结构示意左视图。

具体实施方式

图1，2中的标记说明：1-GPRS天线，2-太阳能板，3-箱盖，4-控制器，5-箱体，6-传感器，7-太阳能蓄电池，8-箱门，9-GPRS DTU。

如图1所示，箱体5的侧壁上铰接箱门8，箱体5内固定控制器4、GPRS DTU(数据终端设备，Data Terminal unit)通讯模块9，传感器6和太阳能蓄电池7，箱体的上端固定箱盖3，箱盖3上固定太阳能板2和GPRS天线1，所述的太阳能板2与太阳能蓄电池7连接，控制器4与传感器6、太阳能蓄电池7、DTU9连接，DTU9与太阳能蓄电池7、GPRS天线1连接，所述的箱体5固定在智能复合材料杆塔上。

传感器6采用双轴倾斜传感器，它能够获取智能复合杆塔横担在顺线路和横线路两个方向的倾斜角数据。

双轴倾斜传感器由控制器模块通过程序指令设定其工作模式和传输方式，包括零点设定、传输波特率设定以及数据的编码方式等。双轴倾斜传感器监测的倾角数据采用透明传输方式，通过RS232串口与控制器4模块进行通讯，并把所测得的数据传到控制器4。控制器4模块通过软件对测量值进行分析和计算，然后与设定的阈值进行比较，如果越限，控制器4模块将启动对双轴倾斜传感器6进行复核测量和确认过程，防止发生误动。在确认测量结果确实越限后，控制器4通过GPRS-DTU9模块，将智能复合杆塔号、杆塔倾斜角度和方向以及装置电源电压等信息以短消息的模式发送给监测中心和相关工作人员的手机上，提醒工作人员及时关注和检查该智能复合杆塔的运行状况。

监测装置的供电是基于单晶硅太阳能电池浮充、锂电池供电方式，为确保装置长期稳定可靠运行，在电源供电和装置运行方面进行了低功耗设计。

监测系统的主要功能有监测装置参数设置，接收数据显示、存贮、查询与打印。在日常运行中，根据需要监测系统可通过短信命令方式对监测装置的参数进行设置，如设置双轴倾斜传感器开启监测时间间隔、零点调整、越限阈值以及上报时间等参数，从而为电力系统或其它客户赢得抢险时间，避免重、特大安全事故的发生和经济损失。

Claims (6)

1.智能复合杆塔倾角监测系统，包括太阳能板、箱盖、箱体、箱门、太阳能蓄电池、GPRS天线和GPRS DTU通信模块，其特征在于：还包括双轴倾斜传感器和控制器；其连接方式是：箱体的侧壁上铰接箱门，箱体内固定控制器、GPRSDTU(数据终端设备，Data Terminal unit)通讯模块，传感器和太阳能蓄电池，箱体的上端固定箱盖，箱盖上固定太阳能板和GPRS天线，太阳能板与太阳能蓄电池连接，控制器与传感器、太阳能蓄电池和GPRS DTU通讯模块连接，GPRS DTU通讯模块与太阳能蓄电池、GPRS天线连接，箱体固定在智能复合材料杆塔上。

2.根据权利要求1所述的智能复合杆塔倾角监测装置及系统，其特征在于：传感器是双轴倾斜传感器。

3.根据权利要求1所述的智能复合杆塔倾角监测装置及系统，其特征在于：GPRS DTU是采用的厦门四信F2103GPRS-DTU系列，它是基于2.5G GPRS无线网络，采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器，以实时操作系统作为软件支撑平台，内嵌TCP/IP协议。

4.根据权利要求1所述的智能复合杆塔倾角监测装置及系统，其特征在于：太阳能板和太阳能蓄电池供电系统由单晶硅太阳能电池组、太阳能控制器和锂电池(组)组成，即基于单晶硅太阳能电池浮充、锂电池供电方式。

5.根据权利要求4所述的智能复合杆塔倾角监测装置及系统，其特征在于：太阳能电池板的主要参数空载开路电压7.5V，短路电流240mA；蓄电池采用3.6V/4000mA·h锂电池组。

6.根据权利要求1所述的智能复合杆塔倾角监测装置及系统，其特征在于：控制器模块与数据通讯模块之间双向链接。

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