CN109931910A - 一种输电线杆塔测斜系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线杆塔测斜系统及方法，所述系统包括：倾斜传感器、数据发送芯片、通信平台以及服务器，其中，所述倾斜传感器，用于获取杆塔的倾斜数据；所述数据发送芯片，用于将所述倾斜数据发送至所述通信平台；所述通信平台，用于将倾斜数据发送至外网服务器；所述外网服务器，用于将倾斜数据发送至内网服务器；所述内网服务器，用于存储倾斜数据，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。应用本发明实施例，可以在杆塔倾斜初期进行杆塔倾斜预警。

Description

一种输电线杆塔测斜系统及方法

技术领域

本发明涉及一种测斜系统及方法，更具体涉及一种输电线杆塔测斜系统及方法。

背景技术

在电力行业中，通常采用架空线路进行远距离电力传输，由于输电线路架设在空中，需要承受自重和风力机械力的作用，风霜雨雪等环境因素的侵蚀。因此，输电线路的运行条件十分恶劣，尤其当输电线路经过沙漠地带、高盐土质区、采空区和山地滑坡区等不良地质区，在自然环境和外界条件的作用下，杆塔地基容易发生滑移、倾斜、开裂等现象，从而引起导致杆塔变形、倾斜、甚至倒塔断线。杆塔倾斜造成杆塔导地线的不平衡受力，引起杆塔受力发生变化，造成电气安全距离不够，影响线路正常运行。倒塔断线将使供电线路陷于瘫痪，严重影响人们的生产生活，进而造成巨大损失。

因此，最好的杆塔倾斜的处理方式是在杆塔倾斜现象发展的初期，将危险遏制在萌芽之中。但是，在初期巡线人员很难用肉眼观察到微小的变化，因此，如何对输电线路中的杆塔倾斜初期进行倾斜预警是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种输电线杆塔测斜系统及方法，以对输电线杆塔的倾斜进行倾斜预警。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明实施例提供了一种输电线杆塔测斜系统，所述系统包括：倾斜传感器、数据发送芯片、通信平台以及服务器，其中，

所述倾斜传感器，用于获取杆塔的倾斜数据；

所述数据发送芯片，用于将所述倾斜数据发送至所述通信平台；

所述通信平台，用于将倾斜数据发送至服务器，以使服务器倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

可选的，所述服务器包括：外网服务器和内网服务器，其中，

所述外网服务器，用于将倾斜数据发送至内网服务器；

所述内网服务器，用于存储倾斜数据，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

可选的，所述倾斜传感器为三轴加速度传感器。

可选的，所述倾斜传感器，还用于：

周期性的采集并发送杆塔的倾斜数据。

可选的，所述数据发送芯片，还用于：周期性的将倾斜数据发送至外网服务器，其中，所述数据发送芯片在发送倾斜数据的时间间隙内保持休眠状态。

可选的，所述数据发送芯片，还用于：将倾斜数据发送至相邻杆塔的数据发送芯片。

可选的，所述数据发送芯片为STM32L51型数据发送芯片。

可选的，所述通信平台为物联网监测平台。

可选的，所述后端服务器，包括：定位展示模块、预警模块、数据分析模块以及历史数据查看模块，其中，

所述定位展示模块，用于根据倾斜数据对应的杆塔的标识信息，获取杆塔的详细信息以及定位信息，其中，所述详细信息包括：杆塔的高度、杆塔所在线路的电压、杆塔的类型中的一种或组合；

所述数据分析模块，用于根据倾斜数据以及设定阈值判断杆塔的倾斜角度是否超限，若是，触发预警模块；

所述预警模块，用于在杆塔的倾斜角度是否超限的情况下，发出警报，其中，所述警报包括：声音警报、光学警报、短信警报中的一种或者组合；所述警报中包括：警报等级、杆塔编号、杆塔位置中的一种或组合；

所述历史数据查看模块，用于存储并展示杆塔的历史倾斜数据，并根据杆塔的历史倾斜数据绘制杆塔的数据曲线。

本发明实施例还提供了一种输电线杆塔测斜探测方法，所述方法包括：

获取杆塔的倾斜数据；

将所述倾斜数据通过通信平台发送至外网服务器；

利用数据穿透技术将探测数据发送至内网服务器；

内网服务器根据探测数据以及设定阈值，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

可选的，所述获取杆塔的倾斜数据，包括：

获取杆塔的倾角数据，以及杆塔所处环境的温度，利用环境的温度对杆塔的倾角数据进行修正，将修正后的倾角数据作为杆塔的倾斜数据。

本发明相比现有技术具有以下优点：

应用本发明实施例，利用倾斜传感器探测杆塔的倾斜数据，然后使用通信平台将倾斜数据发送至服务器，进而由服务器进行杆塔倾斜预警的判断，相对于人工肉眼观察，精度较高，可以在杆塔倾斜的初期检测出杆塔的倾斜数据，进而可以在杆塔倾斜初期进行倾斜预警。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的数据传递结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的网络拓扑结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜方法的原理示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明实施例提供了一种输电线杆塔测斜系统及方法，下面首先就本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统进行介绍。

图1为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的数据传递结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜系统的网络拓扑结构示意图；如图1-3所示，所述系统包括：倾斜传感器、数据发送芯片、通信平台以及服务器，其中，

所述倾斜传感器，用于获取杆塔的倾斜数据；

所述数据发送芯片，用于将所述倾斜数据发送至所述通信平台；

所述通信平台，用于将倾斜数据发送至服务器，以使服务器倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

首先需要说明的是，倾斜传感器对应图1中的NB-Iot(Narrow Band Internet ofThings，窄带物联网)数据采集终端；数据发送芯片集成于NB-Iot数据采集终端中；通信平台，对应于图1中的中国电信物联网开放平台以及防火墙；

服务器中的外网服务器对应于图1中的信息外网中的数据采集服务器设备；服务器中的内网服务器对应于图1中的信息内网，内网服务器中包括了Oracle数据库，项目管理端，其中，项目管理端，包括基础信息管理模块、数据实时监测模块、监测数据分析模块、已经反馈管理模块一家系统管理模块。

具体的，如图2所示，NB-Iot采集终端采集的信息经过互联网传递到中国电信物联网开放平台或者OneNet中国移动物联网开放平台上后，经过防火墙上传到信息外网上，信息外网中的数据采集服务器对数据进行采集，然后由数据转发服务将所采集的数据转发给信息内网。

内网服务器上安装有物联网应用管理平台，该平台上集成有应用管理模块、设备状态监测模块、应用数据推送服务模块、应用接口服务模块、数据分析模块、数据临时存储模块等。用户可以通过上述这些模块对NB-Iot设备以及物联网应用数据库中的数据进行管理。

示例性的，如图3所示，NB-Iot设备可以使用三轴加速度传感器采集杆塔的倾斜数据，NB-Iot设备中的数据发送芯片将倾斜数据进行数据清洗得到有效数据，然后将有效数据经过数据转码得到与通信平台如，中国电信物联网监测平台的数据格式对应的数据格式。再将转码后的有效数据进行数据压缩，由数据发送芯片将压缩后的数据通过中国电信物联网监测平台发送至信息外网中的数据采集服务器。数据采集服务器将处理后的数据通过隔离设备中的数据库隔离装置进行处理，然后将处理后的数据上传到信息内网中的数据库服务器中。

外网服务器使用SQL(Structured Query Language，结构化语言)穿透技术将所接收的数据发送至内网服务器的Oracle数据库。

用于可以通过IP地址登陆项目内网web应用服务器，然后web应用服务器通过浏览IP浏览数据库服务器中的数据。

另外，NB-IoT数据采集终端基于CoAP协议通过无线物联网将采集到的数据上传到中国电信物联网开放平台；

在信息外网将数据采集服务的IP及端口号做https映射，将https证书及IP和端口号提供给中国电信物联网开放平台，中国电信物联网开放平台则根据配置将采集到的数据推送到改https地址。

内网服务器，根据倾斜数据，判断杆塔的倾斜是否超过了设定阈值，若是，发出该杆塔倾斜角度超限的警报。

应用本发明图1所示实施例，利用倾斜传感器探测杆塔的倾斜数据，然后使用通信平台将倾斜数据发送至服务器，进而由服务器进行杆塔倾斜预警的判断，相对于人工肉眼观察，精度较高，可以在杆塔倾斜的初期检测出杆塔的倾斜数据，进而可以在杆塔倾斜初期进行倾斜预警。

而且，本发明实施例不影响输电线路杆塔正常运行、不对周边环境造成影响、节省人力物力等的前提下，有效解决输电线路杆塔巡检问题，提高工作效率。

另外，本发明实施例可以及早发现隐患，及时排除隐患，及时排除故障，以提高输电线路运行的可靠性。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述倾斜传感器，还用于：

周期性的采集并发送杆塔的倾斜数据。

本发明实施例实时监测杆塔倾斜情况，及时了解运行杆塔的安全、可靠状况，根据倾斜监测数据发展趋势，对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警，指导检修和维护，提醒运行维护人员加固地基，防止倒塔事故发生。

通常情况下，杆塔的倾斜都是缓慢发展的，因此，为了降低倾斜传感器的能耗，可以将倾斜传感器的工作状态设置为周期性采集，例如，每隔60分钟或者20分钟采集一次杆塔的倾斜数据，即单片机进入STOP停止模式，NB(Narrow Band，窄带)模块进入PSM(PowerSave Mode，节能模式)休眠模式，在设备休眠模式下，整体功耗达到50uA以下，结合电池容量，设备正常工作时间可达到一至两年。然后再进行数据的发送。

另外，在杆塔的地质条件不稳定的地区，可以将杆塔上的倾斜传感器的工作状态设置为实时采集，以提高采集密度，进而实现更加及时的倾斜警报的响应。

在实际应用中，还可以在地质条件不稳定的季节，如多雨、多滑坡、多泥石流的季节，将杆塔上的倾斜传感器的工作状态设置为实时采集，以提高采集密度，进而实现更加及时的倾斜警报的响应。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述数据发送芯片，还用于：周期性的将倾斜数据发送至外网服务器，其中，所述数据发送芯片在发送倾斜数据的时间间隙内保持休眠状态。

类似的，为了降低能耗，延长数据发送芯片的工作时长，数据发送芯片每隔10分钟，或者20分钟将累积的倾斜数据发送出去。

通常情况下，数据发送芯片的发送周期可以与倾斜传感器的数据采集周期相同。

在实际应用中，为了充分利用数据发送芯片的带宽，当数据发送芯片的发送速率高于倾斜传感器的数据生成速率时，可以将数据发送芯片的发送周期设置为倾斜传感器采集数据周期的若干倍。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，在数据发送芯片的发射功率较低，或者剩余电量不足的情况下，所述数据发送芯片，还用于：将倾斜数据发送至相邻杆塔的数据发送芯片，相邻杆塔的数据发送芯片将所接收的倾斜数据发送至下一个杆塔，或者直接发送至中国电信物联网监测平台。

在实际应用中，在数据发送芯片的剩余电量低于预设阈值的情况下，数据发送芯片在发送倾斜数据的同时可以，将自身的低电量警报以及自身的标识信息发送出去，以使维护人员根据标识信息确定杆塔的位置，进而对其进行电池更换操作。

或者，在数据发送芯片的剩余电量低于预设阈值的情况下，数据发送芯片中预置有巡线人员的巡线时间范围，数据发送芯片根据当前时间是否在巡线时间范围内，若是，将自身的低电量警报和自身的标识信息向周围发射，当巡线人员巡逻至数据发送芯片的辐射范围内会接收到低电量警报，巡线人员根据标识信息确定杆塔的位置，进而对其进行电池更换操作。

可以理解的是，在数据发送芯片的剩余电量低于预设阈值的情况下，可以同时向邻近杆塔发送低电量警报信息以及向周围发射低电量警报信息，以便于更加及时的更换电池。

需要强调的是，当倾斜传感器的电量较低时，也可以按照上述方式进行操作。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述数据发送芯片为STM32L51型数据发送芯片。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述通信平台为物联网监测平台。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述后端服务器，包括：定位展示模块、预警模块、数据分析模块以及历史数据查看模块，其中，

所述定位展示模块，用于根据倾斜数据对应的杆塔的标识信息，获取杆塔的详细信息以及定位信息，其中，所述详细信息包括：杆塔的高度、杆塔所在线路的电压、杆塔的类型中的一种或组合；

所述数据分析模块，用于根据倾斜数据以及设定阈值判断杆塔的倾斜角度是否超限，若是，触发预警模块；

所述预警模块，用于在杆塔的倾斜角度是否超限的情况下，发出警报，其中，所述警报包括：声音警报、光学警报、短信警报中的一种或者组合；所述警报中包括：警报等级、杆塔编号、杆塔位置中的一种或组合；

所述历史数据查看模块，用于存储并展示杆塔的历史倾斜数据，并根据杆塔的历史倾斜数据绘制杆塔的数据曲线。

在实际应用中，数据分析模块根据接收的杆塔倾斜数据，进行杆塔倾斜角度的判断，判断倾斜角度是否超过设定阈值，若是，触发预警模块，若否，继续进行判断操作。

预警模块向操作人员发出警报，警报的方式包括但不仅限于以下方式：

a.根据警报等级采用不同颜色的灯光进行闪烁报警；

b.根据报警等级发出不同音高的声音，或者进行语音播报；

c.将报警等级、杆塔的标识信息杆塔编号、杆塔位置等信息通过短信发送至对应的维护人员。

需要说明的是，杆塔的标号，杆塔的位置等杆塔的详细信息是定位展示模块根据所接收的杆塔的标识信息在数据库中查找到的。

另外，本发明实施例还提供了针对各个杆塔的历史倾斜数据、历史维护数据以及其他相关历史数据的查询以及展示功能，例如，可以将杆塔的历史倾斜数据绘制成倾斜曲线，可以使维护人员更加直观的了解到杆塔的倾斜发展状况。

在实际应用中，预警模块，可以在杆塔的倾斜曲线的斜率大于设定值的情况下，发出警报。

与本发明图1所示实施例相对应，本发明实施例还提供了一种输电线杆塔倾斜测试方法。

图4为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜方法的流程示意图；图5为本发明实施例提供的一种输电线杆塔测斜方法的原理示意图，如图4和图5所示，所述方法包括：

S401：获取杆塔的倾斜数据；

S402：将所述倾斜数据通过通信平台发送至外网服务器；

S403：利用数据穿透技术将探测数据发送至内网服务器；

S404：内网服务器根据探测数据以及设定阈值，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

应用本发明图4所示实施例，利用倾斜传感器探测杆塔的倾斜数据，然后使用通信平台将倾斜数据发送至服务器，进而由服务器进行杆塔倾斜预警的判断，相对于人工肉眼观察，精度较高，可以在杆塔倾斜的初期检测出杆塔的倾斜数据，进而可以在杆塔倾斜初期进行倾斜预警。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，S401步骤包括：

获取杆塔的倾角数据，以及杆塔所处环境的温度，利用环境的温度对杆塔的倾角数据进行修正，将修正后的倾角数据作为杆塔的倾斜数据。

由于不同季节，不同环境中的杆塔的变形不同，这些变形数据可能会对杆塔的实际倾斜角度造成影响，进而影响杆塔倾斜数据的准确性，因此，本发明实施例利用环境的温度、湿度等可能影响到倾斜数据准确性的数据对杆塔的倾斜数据进行校正，可以使杆塔的倾斜数据更加准确的表征杆塔的倾斜状态，进而可以提高对杆塔倾斜监测的准确性。

需要强调的是，利用温度、湿度对杆塔的倾斜进行校正数据现有技术，本发明实施例在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述系统包括：倾斜传感器、数据发送芯片、通信平台以及服务器，其中，

所述倾斜传感器，用于获取杆塔的倾斜数据；

所述数据发送芯片，用于将所述倾斜数据发送至所述通信平台；

所述通信平台，用于将倾斜数据发送至服务器，以使服务器倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

2.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述服务器包括：外网服务器和内网服务器，其中，

所述外网服务器，用于将倾斜数据发送至内网服务器；

所述内网服务器，用于存储倾斜数据，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

3.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述倾斜传感器为三轴加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述倾斜传感器，还用于：

周期性的采集并发送杆塔的倾斜数据。

5.根据权利要求2所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述数据发送芯片，还用于：周期性的将倾斜数据发送至外网服务器，其中，所述数据发送芯片在发送倾斜数据的时间间隙内保持休眠状态。

6.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述数据发送芯片，还用于：将倾斜数据发送至相邻杆塔的数据发送芯片。

7.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔倾斜探测系统，其特征在于，所述通信平台为物联网监测平台。

8.根据权利要求1所述的一种输电线杆塔测斜系统，其特征在于，所述后端服务器，包括：定位展示模块、预警模块、数据分析模块以及历史数据查看模块，其中，

所述定位展示模块，用于根据倾斜数据对应的杆塔的标识信息，获取杆塔的详细信息以及定位信息，其中，所述详细信息包括：杆塔的高度、杆塔所在线路的电压、杆塔的类型中的一种或组合；

所述数据分析模块，用于根据倾斜数据以及设定阈值判断杆塔的倾斜角度是否超限，若是，触发预警模块；

所述预警模块，用于在杆塔的倾斜角度是否超限的情况下，发出警报，其中，所述警报包括：声音警报、光学警报、短信警报中的一种或者组合；所述警报中包括：警报等级、杆塔编号、杆塔位置中的一种或组合；

所述历史数据查看模块，用于存储并展示杆塔的历史倾斜数据，并根据杆塔的历史倾斜数据绘制杆塔的数据曲线。

9.基于权利要求1-8任一项的一种输电线杆塔测斜探测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取杆塔的倾斜数据；

将所述倾斜数据通过通信平台发送至外网服务器；

利用数据穿透技术将探测数据发送至内网服务器；

内网服务器根据探测数据以及设定阈值，对倾斜数据进行分析，并在倾斜数据超出设定阈值的情况下发出预警。

10.根据权利要求9所述的一种输电线杆塔倾斜探测方法，其特征在于，所述获取杆塔的倾斜数据，包括：

获取杆塔的倾角数据，以及杆塔所处环境的温度，利用环境的温度对杆塔的倾角数据进行修正，将修正后的倾角数据作为杆塔的倾斜数据。