CN108643679A - 一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，涉及电力杆塔领域，为解决现有技术不能实时防止电力杆塔倒塔的问题而发明。本装置主要包括：与应力测量单元连接的补偿控制单元；与补偿控制单元连接的应力补偿单元；应力测量单元，包括：与第一供电模块连接的应力测量模块；与应力测量模块连接的第一模数转换模块；补偿控制单元，包括：与第一模数转换模块连接的应力信号接收模块；与应力信号接收模块连接的补偿控制模块；与补偿控制模块连接的人机对话模块；应力补偿单元，包括：与补偿控制模块连接的电机模块；与电机模块连接的应力调节模块。本申请作为电力杆塔的辅助配置，能够实时检测杆塔的应力，以防止电力杆塔倒塔事故的发生。

Description

一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置

技术领域

本申请涉及电力杆塔领域，尤其涉及一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置。

背景技术

电力杆塔是一种支撑电力架空线的基本设备，可以使电力架空线与地面、树木、房屋等保持足够的安全距离。电力杆塔架设完成后，由于地面下陷、塔基下陷、杆塔支撑件遭到外力破坏等情况，可导致倒塔事故。倒塔将危及人身、设备安全，影响电力线路正常运行，甚至危及全电网的安全。

现有技术中，通过加固地基、修筑挡土墙和截水沟等土建的办法防止倒塔事故，结合定期巡视和测量地面下陷情况进行土建改造，并取得了显著的成效，但这些办法均不具备实时性。当出现城市地下水过度采用导致塔基下陷、山体水土不断流失导致塔基下陷、杆塔支撑件遭受外力破坏等情况时，这些手段不能及时发现，也不具备应急能力。

发明内容

本申请提供了一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，以解决现有技术中不能实时防止电力杆塔倒塔的问题。

本申请提供了一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，该装置包括：与应力测量单元连接的补偿控制单元；与所述补偿控制单元连接的应力补偿单元；所述应力测量单元，包括：与第一供电模块连接的应力测量模块；与所述应力测量模块连接的第一模数转换模块；所述第一模数转换模块与所述第一电源模块连接；所述补偿控制单元，包括：与所述第一模数转换模块连接的应力信号接收模块；与所述应力信号接收模块连接的补偿控制模块；与所述补偿控制模块连接的人机对话模块；分别与所述所述应力信号接收模块、所述补偿控制模块和所述人机对话模块连接的第二电源模块；所述应力补偿单元，包括：与所述补偿控制模块连接的电机模块；与所述电机模块连接的应力调节模块；分别与所述电机模块和所述应力调节模块连接的第三电源模块。

进一步地，所述补偿控制单元还包括与补偿控制模块连接的报警模块。

进一步地，所述压力调节模块的动力结构为液压结构。

进一步地，在铁质电力杆塔的塔脚和塔基之间顺次安装所述应力测量单元和所述应力补偿单元。

进一步地，在水泥电力杆塔的拉线中串入所述应力测量单元和所述应力补偿单元。

进一步地，所述应力补偿单元包括：与所述应力调节模块连接的应力转向模块。

进一步地，所述应力转向模块包括：与第一固定支架连接的第一滑轮；与第二固定支架连接的第二滑轮；与所述电机模块连接的动力机构底座；与所述动力结构底座连接的动力机构顶杆；与所述动力结构顶杆连接的第三滑轮。

进一步地，所述装置还包括：与所述补偿控制单元连接的辅助支撑单元；所述辅助支撑单元包括：环绕与所述水泥杆塔底部的空心圆台，所述空心圆台的小圆上底直径和小圆的下底直径相同；设置在所述空心圆台内侧的压力检测模块；与所述压力检测模块连接的第二模数转换模块；分别与所述压力检测模块和所述第二数模转换模块连接的第四电源模块。

进一步地，所述第二数模转换模块与所述应力信号接收模块连接。

进一步地，所述装置还包括光伏板；所述光伏板分别与所述第一电源模块、所述第二电源模块、所述第三电源模和所述第四电源模块连接。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，通过应力测试单元检测电力杆塔的应力变化，补偿控制单元根据应力变化控制应力补偿单元，缩小应力变化幅度，维持应力变化的初始值，以实现实时防止电力杆塔倒塔的目的，是一种防止倒塔事故的应急手段。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置组成结构示意图；

图2为本申请提供的一种具有应力补偿装置的铁质电力杆塔的结构示意图；

图3为本申请提供的一种应力补偿单元的安装结构示意图；

图4为本申请提供的一种具有应力补偿装置的水泥电力杆塔的杆塔结构示意图；

图5为本申请提供的一种应力转向模块示意图；

图6为本申请提供的一种辅助支撑单元结构示意图。

附图说明：1-应力测量单元，11-应力测量模块，12-第一模数转换模块，13-第一电源模块，2-补偿控制单元，21-应力信号接收模块，22-补偿控制模块，23-人机对话模块，24-第二电源模块，3-应力补偿单元，31-电机模块，32-应力调节模块，33-第三电源模块，41-塔脚，42-塔基，51-拉线，61-第一滑轮，62-第一固定支架，63-第二滑轮，64-第二固定支架，65-第三滑轮，66-动力机构顶杆，67-动力机构底座，71-空心圆台，72-压力检测模块。

具体实施方式

参见图1，为本申请提供的一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置组成结构示意图。如图1所示，该装置包括：

与应力测量单元1连接的补偿控制单元2；与所述补偿控制单元2连接的应力补偿单元3；

所述应力测量单元1，包括：与第一供电模块连接的应力测量模块11；与所述应力测量模块11连接的第一模数转换模块12；所述第一模数转换模块12与所述第一电源模块13连接；

所述补偿控制单元2，包括：与所述第一模数转换模块12连接的应力信号接收模块21；与所述应力信号接收模块21连接的补偿控制模块22；与所述补偿控制模块22连接的人机对话模块23；分别与所述所述应力信号接收模块21、所述补偿控制模块22和所述人机对话模块23连接的第二电源模块24；

所述应力补偿单元3，包括：与所述补偿控制模块22连接的电机模块31；与所述电机模块31连接的应力调节模块32；分别与所述电机模块31和所述应力调节模块32连接的第三电源模块33。

应力测量单元1，用于检测应力变化。电力杆塔的类型不同，为了保证电力杆塔平衡的受力点也不相同，所以应力测量单元1在电力杆塔上的安装位置也不相同。应力测量单元1测量保持电力杆塔平衡的受力点所受的力，可以是拉力，也可能是压力。应力测量单元1包括应力测量模块11、第一模数转换模块12和第一电源模块13。应力测量模块11，可以以应变片为应力传感部件，将应变片贴在被测量的受力点上，使其随着被测量的受力点应变一起伸缩，由于应变片内部的金属箔的伸长或缩短，使其电阻随之变化，进而测量出应力的变化。第一模数转换模块12，用于将应力测量模块11测量到的应力转换成数字信号。第一电源模块13，用于给第一模数转换模块12和应力测量模块11供电。第一电源模块13，可以用于将供电端的电压转换成第一模数转换模块12和应力测量模块11所需的电压，也可以用于产生第一模数转换模块12和应力测量模块11所需的电压。

补偿控制单元2，是本申请的中心控制部分，包括应力信号接收模块21、补偿控制模块22和人机对话模块23。应力信号接收模块21，用于接收第一模数转换模块12转换的应力测量末测量到的应力值。人机对话模块23，用于实现使用者与本装置的通信，包括但不限于屏幕、按键、话筒和喇叭等输入输出元件。通过人机对话，录入应力波动的临界值。补偿控制模块22根据人机对话模块23的数据和应力信号接收模块21的数据，生成应力补偿信号，应力补偿信号可以是PLC信号，用于控制电机模块31中的电机转动。第二电源模块24与第一电源模块13类似，可以用于将供电端的电压转换成应力信号接收模块21、补偿控制模块22和人机对话模块23所需的电压，也可以用于产生应力信号接收模块21、补偿控制模块22和人机对话模块23所需的电压。

应力补偿单元3，用于实现应力补偿功能，包括电机模块31和应力调节模块32。应力调节模块32，是调节应力的动力结构，应力调节模块32与应力测量模块11作用于电力杆塔的相同位置。电力模块，为应力调节模块32提供驱动力。第三电源模块33也与第一电源模块13类似，可以用于将供电端的电压转换成电机模块31和应力调节模块32所需的电压，也可以用于产生电机模块31和应力调节模块32所需的电压。

通过上述技术方案，能够实时测量电力杆塔的情况，防止倒塔事故的发生，避免影响电力线路正常运行、危及设备安全、危及全电网的安全。

进一步地，所述补偿控制单元2还包括与补偿控制模块22连接的报警模块。

报警模块，用于发出警报，以提醒电力部门及时处理，防止发生倒塔事故。报警方式包括但不限于声光报警、远程报警。在报警过程中，还可以判断倒塔发生的可能性，如果可能性较大，还可以在远程报警时提示提前切断电力杆塔所在的电路，以减少产生倒塔事故造成的损失。

进一步地，所述压力调节模块的动力结构为液压结构。

液压结构，通常以油液作为传动介质，通过密封容积变化传递运动，通过油液内部的压力传递动力。液压结构具有体积小、重量轻、刚度大、精度高、响应快的特点，并且驱动力大，调速范围宽，寿命长，易于实现安全保护。由上述特点可知，以液压结构作为压力调节模块的动力结构，符合电力线路电力杆塔的运行特点，有利于本申请的长期使用。

进一步地，在铁质电力杆塔的塔脚41和塔基42之间顺次安装所述应力测量单元1和所述应力补偿单元3。

电力杆塔的类型包括铁质电力杆塔和水泥电力杆塔，由于不同类型的杆塔保证电力杆塔平衡的受力点不相同，所以应力测量单元1和应力补偿单元3的安装位置也不相同。铁质杆塔的示意图，如图2所示。如图3所示，铁质电力杆塔的应力测量单元1和应力补偿单元3安装在塔脚41和塔基42之间。测量测量单元设置在铁质电力杆塔的所有塔脚41与塔脚41对应的塔基42之间。

进一步地，在水泥电力杆塔的拉线51中串入所述应力测量单元1和所述应力补偿单元3。

如图4所示，水泥电力杆塔的杆塔整体为圆柱形，依靠杆塔埋入土中的部分和拉线51共同维持水泥电力杆塔的平衡，所以应力测试单元和应力补偿单元3都需要串入拉线51中。其拉线51方向是在埋入水泥杆塔是设置的，而且方向和数量均不固定。

进一步地，所述应力补偿单元3包括：与所述应力调节模块32连接的应力转向模块。

如果水泥电力杆塔发生倾斜，拉线51的角度也随之发生变化，为了保证应力补偿的效果，在应力补偿单元3中设置应力转向模块，与应力调节模块32连接。

进一步地，所述应力转向模块包括：与第一固定支架62连接的第一滑轮61；与第二固定支架64连接的第二滑轮63；与所述电机模块31连接的动力机构底座67；与所述动力结构底座连接的动力机构顶杆66；与所述动力结构顶杆连接的第三滑轮65。

如图5所示，应力转向模块具体包括第一固定支架62、第一滑轮61、第二固定支架64、第二滑轮63、动力机构底座67、动力机构顶杆66和第三滑轮65。

进一步地，所述装置还包括：与所述补偿控制单元2连接的辅助支撑单元；所述辅助支撑单元包括：环绕与所述水泥杆塔底部的空心圆台71，所述空心圆台71的小圆上底直径和小圆的下底直径相同；设置在所述空心圆台71内侧的压力检测模块72；与所述压力检测模块72连接的第二模数转换模块；分别与所述压力检测模块72和所述第二数模转换模块连接的第四电源模块。

如图6所示，空心圆台71环绕与水泥电力杆塔的底部，在水泥电力杆塔倾斜时，加以阻挡。在水泥杆塔倾斜时，空心圆台71的受力也会发生变化，所以在空心圆台71的内侧设置压力检测模块72，并将压力检测模块72检测到的压力值经第二模数转换模块，转换成数字信号，发送至补偿控制单元2，补偿控制单元2根据压力检测模块72与应力测量模块11的压力值，共同判断应力补偿单元3的电机模块的调节方式。

进一步地，所述第二数模转换模块与所述应力信号接收模块21连接。

进一步地，所述装置还包括光伏板；所述光伏板分别与所述第一电源模块13、所述第二电源模块24、所述第三电源模和所述第四电源模块连接。

光伏板是利用光能的广泛应用的方式，通过光伏板为第一电源模块13、第二电源模块24、第三电源模块33供电。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，通过应力测试单元检测电力杆塔的应力变化，补偿控制单元2根据应力变化控制应力补偿单元3，缩小应力变化幅度，维持应力变化的初始值，以实现实时防止电力杆塔倒塔的目的，是一种防止倒塔事故的应急手段。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种防止电力杆塔倒塔的应力补偿装置，其特征在于，所述装置包括：

与应力测量单元(1)连接的补偿控制单元(2)；

与所述补偿控制单元(2)连接的应力补偿单元(3)；

所述应力测量单元(1)，包括：

与第一供电模块连接的应力测量模块(11)；

与所述应力测量模块(11)连接的第一模数转换模块(12)；

所述第一模数转换模块(12)与所述第一电源模块(13)连接；

所述补偿控制单元(2)，包括：

与所述第一模数转换模块(12)连接的应力信号接收模块(21)；

与所述应力信号接收模块(21)连接的补偿控制模块(22)；

与所述补偿控制模块(22)连接的人机对话模块(23)；

分别与所述所述应力信号接收模块(21)、所述补偿控制模块(22)和所述人机对话模块(23)连接的第二电源模块(24)；

所述应力补偿单元(3)，包括：

与所述补偿控制模块(22)连接的电机模块(31)；

与所述电机模块(31)连接的应力调节模块(32)；

分别与所述电机模块(31)和所述应力调节模块(32)连接的第三电源模块(33)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿控制单元(2)还包括与补偿控制模块(22)连接的报警模块。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力调节模块的动力机构为液压机构。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在铁质电力杆塔的塔脚(41)和塔基(42)之间顺次安装所述应力测量单元(1)和所述应力补偿单元(3)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在水泥电力杆塔的拉线(51)中串入所述应力测量单元(1)和所述应力补偿单元(3)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述应力补偿单元(3)包括：与所述应力调节模块(32)连接的应力转向模块。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述应力转向模块包括：

与第一固定支架62连接的第一滑轮(61)；

与第二固定支架(64)连接的第二滑轮(63)；

与所述电机模块(31)连接的动力机构底座(67)；

与所述动力结构底座连接的动力机构顶杆(66)；

与所述动力结构顶杆连接的第三滑轮(65)。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

与所述补偿控制单元(2)连接的辅助支撑单元；

所述辅助支撑单元包括：

环绕与所述水泥杆塔底部的空心圆台(71)，所述空心圆台(71)的小圆上底直径和小圆的下底直径相同；

设置在所述空心圆台(71)内侧的压力检测模块(72)；

与所述压力检测模块(72)连接的第二模数转换模块；

分别与所述压力检测模块(72)和所述第二数模转换模块连接的第四电源模块。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二数模转换模块与所述应力信号接收模块(21)连接。

10.如权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光伏板；

所述光伏板分别与所述第一电源模块(13)、所述第二电源模块(24)、所述第三电源模和所述第四电源模块连接。