CN105258728A - 一种铁塔在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种铁塔在线监测方法及系统，该方法包括：采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；传输所述第二信号至变电站；根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态，该系统包括：采集装置，用于采集铁塔的第一信号；接收转换装置；传输装置，用于传输所述第二信号至变电站；计算装置，用于根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。上述方法及系统能够对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因。
Description
技术领域
本发明涉及输电系统技术领域，特别是涉及一种铁塔在线监测方法及系统。
背景技术
随着社会经济及能源技术的发展，电力作为清洁能源已经在人类社会中得到了广泛应用，随着电网负荷需求的提高，电网稳定已经成为维持经济稳定发展的重要环节。在这种情况下，输电线路的安全运行成为了保证电网稳定的重要因素，由于输电线路主要架空线路为主，线路路径选择要求尽量避开城市规划区、自然保护区等重要区域，所以输电线路主要位于人迹罕至区域，这就给线路巡线、维护、抢修等工作带来了巨大的困难。其中，输电铁塔作为输电线路的重要承载物，其结构安全直接影响电力线路的安全运行，而腐蚀、大雪、大风及人为等因素都可能对铁塔结构安全造成直接的威胁，特别是2008年的冰灾对输电线路造成了极大的损失。
目前，我国乃至全球输电线路主要以铁塔承载的输电线路为主，输电线路铁塔主要为采用角钢、钢管等钢构结构，铁塔底部设置有基础。高压输电线路长度一般可达数十公里，且一般线路区域无交通网，现阶段的线路巡视主要依靠人员步行巡视，巡视时间较长，野外条件艰苦，若线路故障，抢修人员及材料难以及时到达现场。
因此，如何对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种铁塔在线监测方法及系统，能够对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因。
本发明提供的一种铁塔在线监测方法，包括：采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
传输所述第二信号至变电站；
根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。
优选的，在上述铁塔在线监测方法中，在所述根据所述第二信号进行计算，得到铁塔的实时状态之后，还包括：
对所述铁塔的安全情况进行预警。
优选的，在上述铁塔在线监测方法中，所述采集铁塔的第一信号包括：
采集所述铁塔的应变信息、温度信息、风速信息和垂直度信息。
优选的，在上述铁塔在线监测方法中，所述接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号包括：
接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为光信号形式的第二信号。
优选的，在上述铁塔在线监测方法中，所述传输所述第二信号至变电站包括：
利用光纤复合架空地线传输所述第二信号至变电站。
优选的，在上述铁塔在线监测方法中，所述根据所述第二信号进行计算，得到铁塔的实时状态包括：
根据所述应变信息计算得到所述铁塔的钢材的应力状态；
结合所述应力状态和所述垂直度信息，判断所述铁塔的整体稳定性；
结合所述温度信息和所述风速信息，判定所述铁塔的实时状态。
本发明提供的一种铁塔在线监测系统，包括：
采集装置，用于采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
接收转换装置，用于接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
传输装置，用于传输所述第二信号至变电站；
计算装置，用于根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。
优选的，在上述铁塔在线监测系统中，还包括：
电源装置，用于对所述采集装置和所述接收转换装置供电。
优选的，在上述铁塔在线监测系统中，所述电源装置为太阳能电池。
优选的，在上述铁塔在线监测系统中，所述传输装置为光纤复合架空地线。
通过上述描述可知，本发明提供的上述铁塔在线监测方法及系统，能够对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种铁塔在线监测方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种铁塔在线监测方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种铁塔在线监测系统的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种铁塔在线监测方法及系统，能够对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种铁塔在线监测方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种铁塔在线监测方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S1：采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
在该步骤中，可以利用多种传感器对多种信号进行采集，而且，可以根据铁塔设计情况及运行经验，针对选择铁塔易受损区域及重要节点，布置相应的传感器，特别是应变传感器，其采集的数据直接关乎铁塔安全稳定，需进行多点、针对性布置。
S2：接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
由于接收的传感器信号为电信号，而通过电网通信网络传输的信号一般不是电信号，因此需要该转换的过程。
S3：传输所述第二信号至变电站；
由于输电线路铁塔所在区域缺乏传统有线通信，现有移动、联通等无线通信无法完全覆盖，因此，该步骤中，主要利用电网通信网络，可以利用OPGW(光纤复合架空地线)光缆作为信号载体。采用OPGW光缆进行网络传递能有效提升信号传输效率及稳定性，避免了无线通信无法完全覆盖以及易受干扰的弊端，避免利用公众网络传递的信号转换工作，实现专网专用。
S4：根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。
在该步骤中，根据接收到的第二信号，利用计算机汇总并综合分析计算，具体的，可以通过采集的应变数据计算得到铁塔的钢材应力状态，结合垂直度进行分析，判断铁塔整体稳定性。再结合温度和风速等数据，进行综合判定，以得到铁塔运行状态。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述铁塔在线监测方法，能够对电力铁塔运行状态进行实时监测，降低巡线、维护和抢修的工作难度，并及时提供铁塔故障区域及故障原因。
本申请实施例提供的第二种铁塔在线监测方法如图2所示，图2为本申请实施例提供的第二种铁塔在线监测方法的示意图。该方法包括如下步骤：
A1：采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
具体的，可以利用应变、温度、风速、垂直度等传感器采集所述铁塔的应变信息、温度信息、风速信息和垂直度信息，此处并不做任何限制。
A2：接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
具体的，接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为光信号形式的第二信号，这样，光信号形式的第二信号就能够在电网通信网络中进行传输。
A3：传输所述第二信号至变电站；
在该步骤中，可以利用光纤复合架空地线传输所述第二信号至变电站，避免受到干扰，实现专网专用。
A4：根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态；
具体的，可以采用如下优选步骤：根据所述应变信息计算得到所述铁塔的钢材的应力状态；结合所述应力状态和所述垂直度信息，判断所述铁塔的整体稳定性；结合所述温度信息和所述风速信息，判定所述铁塔的实时状态。
A5：对所述铁塔的安全情况进行预警。
具体的，当铁塔钢材应力超限或整体稳定性不足时，计算机通过对比铁塔数据，着重输出应力超限钢材，并提出铁塔安全预警。
本申请实施例提供的一种铁塔在线监测系统如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种铁塔在线监测系统的示意图。该系统包括：
采集装置1，用于采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息，可以利用多种传感器对多种信号进行采集，而且，可以根据铁塔设计情况及运行经验，针对选择铁塔易受损区域及重要节点，布置相应的传感器，特别是应变传感器，其采集的数据直接关乎铁塔安全稳定，需进行多点、针对性布置；
接收转换装置2，用于接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号，由于接收的传感器信号为电信号，而通过电网通信网络传输的信号一般不是电信号，因此需要转换；
传输装置3，用于传输所述第二信号至变电站，由于输电线路铁塔所在区域缺乏传统有线通信，现有移动、联通等无线通信无法完全覆盖，因此，主要利用电网通信网络，可以利用OPGW光缆作为信号载体，采用OPGW光缆进行网络传递能有效提升信号传输效率及稳定性，避免了无线通信无法完全覆盖以及易受干扰的弊端，避免利用公众网络传递的信号转换工作，实现专网专用；
计算装置4，用于根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态，利用计算机汇总并综合分析计算，具体的，可以通过采集的应变数据计算得到铁塔的钢材应力状态，结合垂直度进行分析，判断铁塔整体稳定性。再结合温度和风速等数据，进行综合判定，以得到铁塔运行状态。
作为一个优选方案，上述系统还包括电源装置，用于对所述采集装置和所述接收转换装置供电，进一步的，所述电源装置为太阳能电池，在光照条件足够时收集电能，在光照不足时释放电能，保障铁塔端系统正常运行，也严格遵循了输电线路环境保护的建设要求。
进一步的，所述传输装置可以为光纤复合架空地线，随着通信材料技术的发展，光纤复合架空地线(OPGW光缆)在架空线路中得到广泛应用，电网内已经形成了完善的通信网络，利用这种成熟的通信网络，并实现专网专用，提高了本系统网络的稳定性及可靠性。
若输电线路故障，上述系统可及时提供故障原因，如出现钢材弯曲、钢材拉断等情况时，可及时判断并输出故障铁塔的塔号、塔材型号等信息，为电力抢修提供第一手信息；根据判定的故障位置及原因，可合理安排人员、材料、工器具，并及时准确的赶赴故障地点；若非因铁塔损坏造成的线路故障，亦可及时排除此原因，为排查故障缩短时间。因此，本系统可有效缩短故障原因排查时间，为抢修提供及时、有效信息，提高抢修效率，做到有的放矢；通过长时间的数据采集及分析，本系统可对输电线路铁塔的设计条件及方法进行进一步验证，以便优化、改进铁塔设计方法。同时，可为后期建设的同区域的输电线路提供完善的气象条件等数据，为逐步提高输电线路可靠性发挥有效的作用。
上述系统可根据收集的数据以及系统预警信息，分析得到输电线路故障概率较高区，线路运维可针对该区域进行着重巡视或改造，有效减少线路巡视工作量，缩短故障排查时间，提升输电线路抢修效率，能够提高输电线路和电网安全性和可靠性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种铁塔在线监测方法，其特征在于，包括：
采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
传输所述第二信号至变电站；
根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。
2.根据权利要求1所述的铁塔在线监测方法，其特征在于，在所述根据所述第二信号进行计算，得到铁塔的实时状态之后，还包括：
对所述铁塔的安全情况进行预警。
3.根据权利要求2所述的铁塔在线监测方法，其特征在于，所述采集铁塔的第一信号包括：
采集所述铁塔的应变信息、温度信息、风速信息和垂直度信息。
4.根据权利要求3所述的铁塔在线监测方法，其特征在于，所述接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号包括：
接收所述第一信号，并将所述第一信号转换为光信号形式的第二信号。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铁塔在线监测方法，其特征在于，所述传输所述第二信号至变电站包括：
利用光纤复合架空地线传输所述第二信号至变电站。
6.根据权利要求5所述的铁塔在线监测方法，其特征在于，所述根据所述第二信号进行计算，得到铁塔的实时状态包括：
根据所述应变信息计算得到所述铁塔的钢材的应力状态；
结合所述应力状态和所述垂直度信息，判断所述铁塔的整体稳定性；
结合所述温度信息和所述风速信息，判定所述铁塔的实时状态。
7.一种铁塔在线监测系统，其特征在于，包括：
采集装置，用于采集铁塔的第一信号，所述第一信号包括所述铁塔本身状态的信息和所述铁塔所处环境的信息；
接收转换装置，用于接收所述第一信号并转换为能够通过电网通信网络传输的第二信号；
传输装置，用于传输所述第二信号至变电站；
计算装置，用于根据所述第二信号进行计算，得到所述铁塔的实时状态。
8.根据权利要求7所述的铁塔在线监测系统，其特征在于，还包括：
电源装置，用于对所述采集装置和所述接收转换装置供电。
9.根据权利要求8所述的铁塔在线监测系统，其特征在于，所述电源装置为太阳能电池。
10.根据权利要求7-9任一项所述的铁塔在线监测系统，其特征在于，所述传输装置为光纤复合架空地线。
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- 2015-10-28 CN CN201510714314.2A patent/CN105258728A/zh active Pending
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