CN108533051A - 一种新型监测除冰铁塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型监测除冰铁塔，包括主要由四根主支撑杆和若干根横担组成的塔身，主支撑杆主要由若干根竖杆连接而成，横担两端分别安装在对应两侧的两两竖杆的连接处；还包括应力检测装置、重力检测装置和控制室；应力检测装置安装在竖杆与横担连接处的外侧面；重力检测装置安装在两两相连的竖杆之间；横担和竖杆上均分别安装有伸缩加热装置；控制室安装在塔身上；塔身上安装有温度传感器和结冰传感器；塔身上设有太阳能板。本发明结构设计巧妙，通过在塔身上设有伸缩加热装置、应力检测装置和重力检测装置，能够有效清除铁塔上的覆冰，有效监测铁塔连接处的松动和倾斜度情况，避免造成倒塌事故。

Description

一种新型监测除冰铁塔

技术领域

本发明涉及基站铁塔改良技术，具体是一种新型监测除冰铁塔。

背景技术

针对山区或遥远地区的基站，维护难度大，抢修困难，一旦发生事故，处理时间要相对于普通基站长很多。对于以广西桂北为例等地区，冬天时节因温度原因极易发生铁塔覆冰、电源进线段覆冰告警，容易造成金具损坏、连接处松动甚至倒塔事故，降低铁塔寿命，影响通信质量。山区基站覆盖范围广，要求供电稳定性高，铁塔的耐受性强，这就要求铁塔质量高。铁塔电阻高，雷击事故频发。

专利号为CN201310635954.5公开了一种防雨冻式高压线路铁塔，通过加热装置对塔筒进行加热，解决了塔筒表面覆盖冰雪的问题，但是在实际过程中，冰块融化后不对塔筒结构上的融化冰块进行推动，受环境温度影响，冰块融化后有可能再次在塔筒上凝结；并且该发明缺乏对铁塔倾斜度、以及铁塔连接处松动程度的监测。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种能够能够有效清除铁塔上的覆冰，有效监测铁塔连接处的松动和倾斜度情况，避免造成倒塌事故的新型监测除冰铁塔。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种新型监测除冰铁塔，包括主要由四根主支撑杆和若干根横担组成的塔身；所述的主支撑杆主要由若干根竖杆连接而成；所述的横担两端分别安装在对应两侧的两两竖杆的连接处；还包括应力检测装置、重力检测装置和控制室；所述的应力检测装置安装在竖杆与横担连接处的外侧面；所述的重力检测装置安装在两两相连的竖杆之间；所述的横担和竖杆上均分别安装有伸缩加热装置；

所述的控制室安装在塔身上，控制室包括壳体Ⅱ、以及设置在壳体Ⅱ内的控制电路和电池组；所述的塔身上安装有温度传感器和结冰传感器；所述的塔身上设有太阳能板，太阳能板通过连接杆与塔身相连；

所述的伸缩加热装置包括弹动系统和绕阻；所述的弹动系统包括壳体Ⅰ、以及安装在壳体Ⅰ内的驱动电机和轴承；所述的驱动电机的驱动轴上安装有齿轮Ⅰ；所述的轴承上安装有转轴；在所述的转轴上安装有齿轮Ⅱ和齿盘；所述的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ相连；所述绕阻的一端通过弹性伸缩装置与齿盘相连，同时绕阻的一端通过继电器Ⅰ与一侧的竖杆、横担连接处相连，另一端通过导线与另一侧竖杆、横担连接处相连；所述的弹性伸缩装置包括发条盒子和设置在盒子内的发条；所述的发条通过链条与齿盘相连；所述的发条盒通过连接绳与绕阻的一端相连。

作为进一步的技术改进，所述的同一水平面的横担组成具有对角线的平行四边形结构。

作为进一步的技术改进，所述的应力检测装置包括设置在竖杆与横担连接处的外侧面的壳体Ⅲ和设置在壳体内侧的位移传感器；所述的壳体Ⅲ内中间位置设有平衡球，在平衡球四周设有滑块，滑块数量为三个，滑块的位置与横担方向相对应。如果某个连接处松动，会导致相应位置的横担变得倾斜，使得相应位置的滑块和平衡球发生移动，此时各个位移传感器把位移数值发送给控制电路，控制电路把位移数据反馈给监测终端，监控终端得到的告警信息反馈到维护人员处，维护人员通过对告警信息的判断对基站进行准确维护，减少定期巡视和维护的人力、物力、财力，提前对故障进行预防，避免倒塔等事故出现。

作为进一步的技术改进，所述的重力检测装置为压力传感器。

作为进一步的技术改进，所述的太阳能板上设有保护间隙，保护间隙包括带电极和接地极；所述的带电极与太阳能板电相连；所述的接地极与塔身电相连。保护间隙可以使太阳能板避免遭受雷击。

作为进一步的技术改进，所述的绕阻外部包裹有硅胶。绕阻外部包裹硅胶，使得绕阻不会覆冰，以及被雷击穿。

作为进一步的技术改进，所述的控制电路、绕阻、位移传感器、温度传感器、结冰传感器、驱动电机、压力传感器与电池组电相连；所述的绕阻、位移传感器、温度传感器、结冰传感器、驱动电机、压力传感器与通过导线与控制电路相连；所述的控制电路包括电路板、以及集成在电路板上的ARM处理器和存储器；在所述的控制电路与绕阻之间的一段导线上设有继电器Ⅱ；在所述的控制电路与驱动电机之间的一段导线上设有继电器Ⅲ。控制电路为采用本领域中常用的电路，控制电路可以通过继电器Ⅱ控制绕阻的工作；控制电路可以通过继电器Ⅲ控制驱动电机的工作状态。

本发明的工作原理：

温度传感器实时感应周围环境的温度，并把温度值反馈给控制电路，如果温度传感器反馈给控制电路的温度数值大于五摄氏度时，控制电路控制驱动电机旋转和继电器Ⅰ合并，使得齿盘收集并卷绕链条，此时链条牵动发条盒，发条盒将绕阻拉伸展开并横铺并联于两监测点间的槽钢（横担和竖担均为槽钢）上，两监测点被绕阻和继电器Ⅰ导通，在雷电多发情况下，每个绕阻都与钢结构的横担、竖担并联，就相当于减小了整个铁塔的电阻，在电流流过时，能够顺利泄入接地网；如果温度传感器反馈给控制电路的温度数值小于五摄氏度时，并且结冰传感器反馈给控制电路结冰信号时，控制电路控制继电器Ⅰ断开，以及控制驱动电机来回旋转和绕阻回路接通，齿盘不断收放链条，从而使高温的绕阻在两监测点之间来回运动，并进行除冰工作；塔身固定安装在基座上，使塔身立于地面之上；应力检测装置用于检测钢结构的稳定性，从而判断连接处是否发生松动；重力检测装置安装在竖杆与横担连接处上，竖杆的下端安装在重力检测装置上方；重力检测装置可以检测铁塔发生倾斜两端重力监测结果，根据重力值不同，可以计算出倾斜角度；电池组用于收集太阳能板的电能，并且能够为温度传感器、结冰传感器、应力检测装置、重力检测装置、伸缩加热装置和控制电路提供电源；发条盒可以收纳发条和多余的链条；控制电路连接通讯线路，控制电路检测铁塔的状态，并把相应的数据反馈给监测终端。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

1.本发明通过伸缩加热装置对铁塔上的积雪进行加热融化，并且在加热融化过程中弹动系统来回拉动绕组，能够有效清除铁塔表面的融化冰，避免冰块的再次凝结在铁塔上，减轻伸缩加热装置的工作量，以及避免铁塔覆冰而出现倒塔事故。

2.本发明通过应力检测装置监测铁连接处的松动情况，以及通过重力检测装置监测铁塔的倾斜度情况，避免铁塔无法得到维护而降低铁塔寿命，以及因此造成倒塔事故。

3.本发明通过太阳能板为电池组提供能量，减少对电网电量的浪费；并且在太阳能板上设有保护间隙，能够使太阳能板避免遭受雷击。

4.本发明通过对绕阻外部包裹硅胶，使得绕阻不会覆冰，以及避免被雷击穿。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明的A处结构示意图。

图4为伸缩加热装置的结构示意图。

图5为应力检测装置的结构示意图。

附图标记：1-横担，2-连接杆，3-温度传感器，4-太阳能板，5-基座，6-控制室，7-竖担，8-应力检测装置，9-弹动系统，10-重力检测装置,11-齿轮Ⅰ，12-壳体Ⅰ，13-驱动电机，14-轴承，15-齿轮Ⅱ，16-转轴，17-齿盘，18-链条，19-弹性伸缩装置，20-连接绳，21-绕阻，22-平衡球，23-滑块，24-位移传感器，25-壳体Ⅲ，26-结冰传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

一种新型监测除冰铁塔，包括主要由四根主支撑杆和若干根横担1组成的塔身；所述的主支撑杆主要由若干根竖杆7连接而成；所述的横担1两端分别安装在对应两侧的两两竖杆7的连接处；还包括应力检测装置8、重力检测装置10和控制室6；所述的应力检测装置8安装在竖杆7与横担1连接处的外侧面；所述的重力检测装置10安装在两两相连的竖杆7之间；所述的横担1和竖杆7上均分别安装有伸缩加热装置；

所述的控制室6安装在塔身上，控制室6包括壳体Ⅱ、以及设置在壳体Ⅱ内的控制电路和电池组；所述的塔身上安装有温度传感器3和结冰传感器26；所述的塔身上设有太阳能板4，太阳能板4通过连接杆2与塔身相连；

所述的伸缩加热装置包括弹动系统9和绕阻21；所述的弹动系统9包括壳体Ⅰ12、以及安装在壳体Ⅰ12内的驱动电机13和轴承14；所述的驱动电机13的驱动轴上安装有齿轮Ⅰ11；所述的轴承14上安装有转轴16；在所述的转轴16上安装有齿轮Ⅱ15和齿盘17；所述的齿轮Ⅰ11和齿轮Ⅱ15相连；所述绕阻21的一端通过弹性伸缩装置19与齿盘17相连，同时绕阻21的一端通过继电器Ⅰ与一侧的竖杆7、横担1连接处相连，另一端通过导线与另一侧竖杆7、横担1连接处相连；所述的弹性伸缩装置19包括发条盒子和设置在盒子内的发条；所述的发条通过链条18与齿盘17相连；所述的发条盒通过连接绳20与绕阻21的一端相连。

所述的同一水平面的横担1组成具有对角线的平行四边形结构。

所述的应力检测装置8包括设置在竖杆7与横担1连接处的外侧面的壳体Ⅲ25和设置在壳体内侧的位移传感器24；所述的壳体Ⅲ25内中间位置设有平衡球22，在平衡球22四周设有滑块23，滑块23数量为三个，滑块23的位置与横担1方向相对应。

所述的重力检测装置10为压力传感器。

所述的太阳能板4上设有保护间隙，保护间隙包括带电极和接地极；所述的带电极与太阳能板4电相连；所述的接地极与塔身电相连。

所述的绕阻21外部包裹有硅胶。

所述的控制电路、绕阻21、位移传感器24、温度传感器3、结冰传感器26、驱动电机13、压力传感器与电池组电相连；所述的绕阻21、位移传感器24、温度传感器3、结冰传感器26、驱动电机13、压力传感器与通过导线与控制电路相连；所述的控制电路包括电路板、以及集成在电路板上的ARM处理器和存储器；在所述的控制电路与绕阻21之间的一段导线上设有继电器Ⅱ；在所述的控制电路与驱动电机13之间的一段导线上设有继电器Ⅲ。

该实施例的工作原理：

温度传感器3实时感应周围环境的温度，并把温度值反馈给控制电路，如果温度传感器3反馈给控制电路的温度数值大于五摄氏度时，控制电路控制驱动电机13旋转和继电器Ⅰ合并，使得齿盘17收集并卷绕链条18，此时链条18牵动发条盒，发条盒将绕阻21拉伸展开并横铺并联于两监测点间的槽钢（横担1和竖担7均为槽钢）上，两监测点被绕阻21和继电器Ⅰ导通，在雷电多发情况下，每个绕阻21都与钢结构的横担1、竖担7并联，就相当于减小了整个铁塔的电阻，在电流流过时，能够顺利泄入接地网；如果温度传感器3反馈给控制电路的温度数值小于五摄氏度时，并且结冰传感器26反馈给控制电路结冰信号时，控制电路控制继电器Ⅰ断开，以及控制驱动电机13来回旋转和绕阻21回路接通，齿盘17不断收放链条18，从而使高温的绕阻21在两监测点之间来回运动，并进行除冰工作；塔身固定安装在基座5上，使塔身立于地面之上；应力检测装置8用于检测钢结构的稳定性，从而判断连接处是否发生松动；重力检测装置10安装在竖杆7与横担1连接处上，竖杆7的下端安装在重力检测装置10上方；重力检测装置10可以检测铁塔发生倾斜两端重力监测结果，根据重力值不同，可以计算出倾斜角度；电池组用于收集太阳能板4的电能，并且能够为温度传感器3、结冰传感器26、应力检测装置8、重力检测装置10、伸缩加热装置和控制电路提供电源；发条盒可以收纳发条和多余的链条18；控制电路连接通讯线路，控制电路检测铁塔的状态，并把相应的数据反馈给监测终端；如果某个连接处松动，会导致相应位置的横担1变得倾斜，使得相应位置的滑块23和平衡球22发生移动，此时各个位移传感器24把位移数值发送给控制电路，控制电路把位移数据反馈给监测终端，监控终端得到的告警信息反馈到维护人员处，维护人员通过对告警信息的判断对基站进行准确维护，减少定期巡视和维护的人力、物力、财力，提前对故障进行预防，避免倒塔等事故出现；保护间隙可以使太阳能板4避免遭受雷击；绕阻21外部包裹硅胶，使得绕阻21不会覆冰，以及被雷击穿；控制电路可以通过继电器Ⅱ控制绕阻21的工作；控制电路可以通过继电器Ⅲ控制驱动电机13的工作状态。

Claims (7)

1.一种新型监测除冰铁塔，包括主要由四根主支撑杆和若干根横担（1）组成的塔身；所述的主支撑杆主要由若干根竖杆（7）连接而成；所述的横担（1）两端分别安装在对应两侧的两两竖杆（7）的连接处；其特征在于：还包括应力检测装置（8）、重力检测装置（10）和控制室（6）；所述的应力检测装置（8）安装在竖杆（7）与横担（1）连接处的外侧面；所述的重力检测装置（10）安装在两两相连的竖杆（7）之间；所述的横担（1）和竖杆（7）上均分别安装有伸缩加热装置；

所述的控制室（6）安装在塔身上，控制室（6）包括壳体Ⅱ、以及设置在壳体Ⅱ内的控制电路和电池组；所述的塔身上安装有温度传感器（3）和结冰传感器（26）；所述的塔身上设有太阳能板（4），太阳能板（4）通过连接杆（2）与塔身相连；

所述的伸缩加热装置包括弹动系统（9）和绕阻（21）；所述的弹动系统（9）包括壳体Ⅰ（12）、以及安装在壳体Ⅰ（12）内的驱动电机（13）和轴承（14）；所述的驱动电机（13）的驱动轴上安装有齿轮Ⅰ（11）；所述的轴承（14）上安装有转轴（16）；在所述的转轴（16）上安装有齿轮Ⅱ（15）和齿盘（17）；所述的齿轮Ⅰ（11）和齿轮Ⅱ（15）相连；所述绕阻（21）的一端通过弹性伸缩装置（19）与齿盘（17）相连，同时绕阻（21）的一端通过继电器Ⅰ与一侧的竖杆（7）、横担（1）连接处相连，另一端通过导线与另一侧竖杆（7）、横担（1）连接处相连；所述的弹性伸缩装置（19）包括发条盒子和设置在盒子内的发条；所述的发条通过链条（18）与齿盘（17）相连；所述的发条盒通过连接绳（20）与绕阻（21）的一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的同一水平面的横担（1）组成具有对角线的平行四边形结构。

3.根据权利要求1所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的应力检测装置（8）包括设置在竖杆（7）与横担（1）连接处的外侧面的壳体Ⅲ（25）、设置在壳体Ⅲ（25）内侧的位移传感器（24）；所述的壳体Ⅲ（25）内中间位置设有平衡球（22），在平衡球（22）四周设有滑块（23），滑块（23）数量为三个，滑块（23）的位置与横担（1）方向相对应。

4.根据权利要求3所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的重力检测装置（10）为压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的太阳能板（4）上设有保护间隙，保护间隙包括带电极和接地极；所述的带电极与太阳能板（4）电相连；所述的接地极与塔身电相连。

6.根据权利要求1所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的绕阻（21）外部包裹有硅胶。

7.根据权利要求4所述的一种新型监测除冰铁塔，其特征在于：所述的控制电路、绕阻（21）、位移传感器（24）、温度传感器（3）、结冰传感器（26）、驱动电机（13）、压力传感器与电池组电相连；所述的绕阻（21）、位移传感器（24）、温度传感器（3）、结冰传感器（26）、驱动电机（13）、压力传感器通过导线与控制电路相连；所述的控制电路包括电路板、以及集成在电路板上的ARM处理器和存储器；在所述的控制电路与绕阻（21）之间的一段导线上设有继电器Ⅱ；在所述的控制电路与驱动电机（13）之间的一段导线上设有继电器Ⅲ。