CN110259249A - 共享铁塔及其铁塔监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共享铁塔，包括铁塔本体、通信设备间、通信基站及铁塔监测装置，通信设备间靠近于铁塔本体设置，通信设备间设置有变压器和配电单元，变压器用于与市电连接；通信基站包括射频拉远单元、天线及基带处理单元，射频拉远单元与天线设置于铁塔本体上，基带处理单元设置于通信设备间内；铁塔监测装置包括铁塔监测主机和传感器组件，铁塔监测主机设置于通信设备间内，铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，处理模块与通信模块连接；传感器组件设置于铁塔本体上，传感器组件与处理模块连接。上述共享铁塔能够解决铁塔监测装置在信号盲区无法使用的问题，无需更换电源，有效降低电源成本，实现实时监控及无需拆装，有效降低维护难度。

Description

共享铁塔及其铁塔监测装置

技术领域

本发明涉及电力监控技术领域，特别是涉及一种共享铁塔及其铁塔监测装置。

背景技术

随着电网规模的逐渐扩大，输电线路人工运维压力逐渐增大，在输电线路运维新方法的探索上，输电线路铁塔的在线监测作为一个重要的新手段正逐渐应用于各地电网公司。然而，电源与通信问题是限制输电线路铁塔的在线监测设备的两大瓶颈点。目前使用的蓄电池重量大，200Ah电池重量近150斤，安装维护难度较大，在台风易发地区亦对塔材产生一定负担，也仅能在无光照条件下应用1至2周；锂电池成本较高，较蓄电池成本增加2至3倍。在通信上，目前使用的4G通信方式存在信号盲区、不稳定、流量费用高的问题。并且，原在线监测设备一般将主机放置在铁塔十米以上，更新维护时需由高空作业人员将网线插在主机上，并垂落于地面才能使二次检修人员进行维护。需排除故障时需高空作业人员将全套主机、传感器等从塔上拆下才能由二次检修人员进行维护，维护难度较大。

发明内容

基于此，有必要提供一种便于维护的共享铁塔及其铁塔监测装置。

一种共享铁塔，包括：铁塔本体、通信设备间、通信基站及铁塔监测装置，所述通信设备间靠近于所述铁塔本体设置，所述通信设备间设置有变压器和配电单元，所述变压器用于与市电连接，所述配电单元与所述变压器电性连接；所述通信基站包括射频拉远单元、天线及基带处理单元，所述射频拉远单元与所述天线设置于所述铁塔本体上，所述射频拉远单元与所述天线电性连接，所述射频拉远单元与所述配电单元电性连接，所述基带处理单元设置于所述通信设备间内，所述基带处理单元与所述配电单元电性连接，所述射频拉远单元与所述基带处理单元电性连接；所述铁塔监测装置包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机设置于所述通信设备间内，所述铁塔监测主机与所述配电单元电性连接，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述处理模块及所述通信模块分别与所述配电单元电性连接；所述传感器组件设置于所述铁塔本体上，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述通信基站为5G通信基站，所述通信模块为5G通信模块。

在其中一个实施例中，所述传感器组件包括倾角传感器及微气象传感器，所述倾角传感器及所述微气象传感器与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述倾角传感器及所述微气象传感器设置于所述铁塔本体远离地面的一端。

在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括导线测温传感器，所述导线测温传感器与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括故障定位传感器，所述故障定位传感器与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括覆冰传感器，所述覆冰传感器与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括绝缘子污秽度传感器，所述绝缘子污秽度传感器与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，所述铁塔监测装置还包括传感器连接盒，所述传感器连接盒与所述传感器组件电性连接，所述传感器连接盒与所述处理模块电性连接。

一种铁塔监测装置，包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。

上述共享铁塔及其铁塔监测装置，其中，在输电线路铁塔上安装通信基站，使得铁塔附近区域为信号覆盖区，铁塔监测装置能够进行通信，避免了在信号盲区无法使用的问题，其中将铁塔监测主机安装在通信设备间内，并通过通信设备间从共享铁塔的高压输电线路申请低压用电线路接入的市电对铁塔监测主机供电，铁塔监测主机无需更换电源，有效降低电源成本，并且使得铁塔监测装置持续工作，安装在铁塔本体上的传感器组件接收到的数据发送至铁塔监测主机，通过铁塔监测主机的通信单元将监测数据传输到监控平台，实现实时监控，此外，上述共享铁塔的铁塔监测装置无需检修人员在维护时进行拆装，有效降低维护难度。

附图说明

图1为一实施例的共享铁塔的结构框图；

图2为一实施例的共享铁塔的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明涉及一种共享铁塔及其铁塔监测装置，其中，所述共享铁塔包括：铁塔本体、通信设备间、通信基站及铁塔监测装置，所述通信设备间靠近于所述铁塔本体设置，所述通信设备间设置有变压器和配电单元，所述变压器用于与市电连接，所述配电单元与所述变压器电性连接；所述通信基站包括射频拉远单元、天线及基带处理单元，所述射频拉远单元与所述天线设置于所述铁塔本体上，所述射频拉远单元与所述天线电性连接，所述射频拉远单元与所述配电单元电性连接，所述基带处理单元设置于所述通信设备间内，所述基带处理单元与所述配电单元电性连接，所述射频拉远单元与所述基带处理单元电性连接；所述铁塔监测装置包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机设置于所述通信设备间内，所述铁塔监测主机与所述配电单元电性连接，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述处理模块及所述通信模块分别与所述配电单元电性连接；所述传感器组件设置于所述铁塔本体上，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。

在其中一个实施例中，请参阅图1及图2，一种共享铁塔10，包括：铁塔本体100、通信设备间200、通信基站300及铁塔监测装置400，所述通信设备间200靠近于所述铁塔本体100设置，所述通信设备间200设置有变压器210和配电单元220，所述变压器210用于与市电连接，所述配电单元220与所述变压器210电性连接；所述通信基站300包括射频拉远单元310(RRU，Remote Radio Unit)、天线320及基带处理单元330(BBU，Building BasebandUnit)，所述射频拉远单元310与所述天线320设置于所述铁塔本体100上，所述射频拉远单元310与所述天线320电性连接，射频拉远单元与天线通过馈线连接，本实施例中，射频拉远单元与天线设置于铁塔本体距离地面10m～20m处，射频拉远单元的数量为三个，天线的数量为三面，一个射频拉远单元对应一面天线，所述射频拉远单元310与所述配电单元220电性连接，所述基带处理单元330设置于所述通信设备间200内，所述基带处理单元330与所述配电单元220电性连接，所述射频拉远单元310与所述基带处理单元330电性连接，射频拉远单元与基带处理单元通过尾纤连接；所述铁塔监测装置400包括铁塔监测主机410和传感器组件420，所述铁塔监测主机410用于接收传感器组件检测的数据，并将传感器组件检测到的数据发送至监控平台，所述铁塔监测主机410设置于所述通信设备间200内，所述铁塔监测主机410与所述配电单元220电性连接，所述铁塔监测主机410包括处理模块411与通信模块412，所述处理模块411与所述通信模块412电性连接，所述处理模块411及所述通信模块412分别与所述配电单元220电性连接；所述传感器组件420设置于所述铁塔本体100上，所述传感器组件420与所述处理模块411电性连接。

具体地，铁塔本体指的是输电线路铁塔，上述共享铁塔则是在输电线路铁塔上安装通信基站，共享铁塔能够有效避免电力通道资源的浪费，提高资源利用率，对于社会公共资源而言，能够节约土地资源，避免重复建设、重复投资。上述共享铁塔在输电线路铁塔上安装通信基站，使得铁塔附近区域为信号覆盖区，铁塔监测装置能够进行通信，避免了在信号盲区无法使用的问题，其中将铁塔监测主机安装在通信设备间内，能够减小共享铁塔的负重，并通过通信设备间从共享铁塔的高压输电线路申请低压用电线路接入的市电对铁塔监测主机供电，铁塔监测主机无需更换电源，有效降低电源成本，并且使得铁塔监测装置持续工作，安装在铁塔本体上的传感器组件接收到的数据发送至铁塔监测主机，通过铁塔监测主机的通信单元将监测数据传输到监控平台，实现实时监控，此外，上述共享铁塔的铁塔监测装置无需检修人员在维护时进行拆装，有效降低维护难度。

在其中一个实施例中，所述处理模块包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，所述CPU用于存储、处理传感器组件检测到的数据。

在其中一个实施例中，所述通信基站为5G通信基站，所述通信模块为5G通信模块。这样，5G通信基站在范围内进行5G信号的中继，铁塔监测主机利用5G切片网络与监控平台进行专线通信，有利于提高监测数据的传输安全性。

为了监控共享铁塔外部环境因素的情况，请参阅图2，在其中一个实施例中，所述传感器组件420包括倾角传感器421及微气象传感器422，所述倾角传感器及所述微气象传感器与所述处理模块电性连接。这样，通过倾角传感器检测铁塔的倾斜程度，微气象传感器检测铁塔周围局部气象数据，并将检测到的数据发送至铁塔监测主机，铁塔监测主机接收到倾斜程度、气象数据，通过通信单元将监测数据传送至监控平台，当铁塔监测主机的处理单元判断倾斜程度、气象数据达到告警时，则将告警信息发送至监控平台，以便监控人员及维护人员作出检修准备。

为了提高监测数据的准确性，请参阅图2，在其中一个实施例中，所述倾角传感器421及所述微气象传感器422设置于所述铁塔本体100远离地面的一端。也就是说，倾角传感器421与微气象传感器422设置于铁塔本体100的顶部，相对于安装在铁塔本体的其他位置，倾角传感器与微气象传感器安装在铁塔本体的顶部无遮挡，更加易于检测到铁塔的倾斜程度的情况及铁塔周围局部气象数据，以便将准确性较高的监测数据传输至铁塔监测主机并传输至监控平台。

为了监控共享铁塔输电线路的发热情况，在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括导线测温传感器，所述导线测温传感器与所述处理模块电性连接。这样，通过导线测温传感器能够检测共享铁塔连接的输电线路的温度数据，并将检测到的数据发送至铁塔监测主机，铁塔监测主机接收到输电线路的温度数据，可得到输电线路的发热情况，通过通信单元将监测数据传送至监控平台，当铁塔监测主机的处理单元判断输电线路的发热情况达到告警时，则将告警信息发送至监控平台，以便监控人员及维护人员作出检修准备。在其中一个实施例中，导线测温传感器设置有第一电磁感应模块，所述第一电磁感应模块用于套设于输电线路导线的外表面。这样，基于电磁感应原理，导线测温传感器利用第一电磁感应模块在导线上取电，以供导线测温传感器工作。

为了监控共享铁塔输电线路的故障位置，在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括故障定位传感器，所述故障定位传感器与所述处理模块电性连接。这样，通过故障定位传感器能够检测共享铁塔连接的输电线路的故障行波波形，并将检测到的故障行波波形数据发送至铁塔监测主机，铁塔监测主机接收到输电线路的故障行波波形，可通过处理单元对故障行波波形数据进行解析获得故障位置的定位，通过通信单元将故障位置的定位传送至监控平台，以便监控人员及维护人员了解到输电线路的故障定位，作出检修准备。在其中一个实施例中，故障定位传感器设置有第二电磁感应模块，所述第二电磁感应模块用于套设于输电线路导线的外表面。这样，基于电磁感应原理，故障定位传感器利用第二电磁感应模块在导线上取电，以供故障定位传感器工作。

为了监控共享铁塔输电线路的覆冰情况，在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括覆冰传感器，所述覆冰传感器与所述处理模块电性连接。这样，通过覆冰传感器能够检测共享铁塔连接的输电线路的覆冰程度，并将检测到的输电线路的覆冰程度数据发送至铁塔监测主机，通过通信单元将监测数据传送至监控平台，当铁塔监测主机的处理单元判断输电线路的覆冰程度达到告警时，则将告警信息发送至监控平台，以便监控人员及维护人员作出检修准备。

在其中一个实施例中，所述覆冰传感器设置于输电线路导线的两端，所述覆冰传感器包括角度传感单元和拉力传感单元，所述角度传感单元用于检测输电线路导线的倾斜角度，所述拉力传感单元用于检测输电线路导线的两端拉力大小，所述角度传感单元及所述拉力传感单元分别与所述处理模块电性连接。也就是说，通过覆冰传感器的角度传感单元能够检测输电线路导线由于负载有覆冰重量导致相对于无覆冰状态的角度倾斜，拉力传感单元则能够检测输电线路导线由于负载有覆冰重量导致导线两端拉力增大，将角度倾斜的数据及拉力的数据发送至的铁塔监测主机，处理单元能够判断出角度及拉力的变化，从而判断出覆冰程度，当覆冰程度达到告警时，则将告警信息发送至监控平台，以便监控人员及维护人员能够及时了解输电线路导线的覆冰程度，以作出检修准备。

为了监控共享铁塔的绝缘子污秽度，在其中一个实施例中，所述传感器组件还包括绝缘子污秽度传感器，所述绝缘子污秽度传感器与所述处理模块电性连接，所述绝缘子污秽度传感器用于检测绝缘子的泄漏电流。具体地，输电线路的绝缘子由于长期暴露在室外，其表面会受到各种污染，污染的主要来源有自然条件下产生的污秽、各种工业生产中产生的烟尘和飞灰、日常生活中的取暖燃煤及粉尘等。并且，在大雾、小雨、凝露等天气下，绝缘子表面的无悔入被水分润湿，使得污层中的电解质溶解、电离，导致污层电导增加，表面泄漏电流增加，使得绝缘子的绝缘强度大大降低，因此，通过绝缘子污秽度传感器检测能够检测绝缘子的泄漏电流，具体地，泄漏电流为绝缘子表面污层到达地的电流，并将检测到的绝缘子的泄漏电流数据发送至铁塔监测主机，通过通信单元将监测数据传送至监控平台，当铁塔监测主机的处理单元判断绝缘子的污秽度达到告警时，则将告警信息发送至监控平台，以便监控人员及维护人员作出检修准备。

为了使得各传感器数据得到较好的汇聚，请参阅图2，在其中一个实施例中，所述铁塔监测装置400还包括传感器连接盒430，所述传感器连接盒与所述传感器组件电性连接，所述传感器连接盒与所述处理模块电性连接，所述传感器连接盒用于接收传感器组件检测的数据，并将传感器组件检测到的数据发送至铁塔监测主机。具体地，传感器连接盒设置有若干接线端子，倾角传感器、微气象传感器、导线测温传感器、故障定位传感器、覆冰传感器及绝缘子污秽度传感器通过接线端子与传感器连接盒电性连接，传感器连接盒将各传感器的数据信号汇聚，再发送至铁塔监测主机。在其中一个实施中，所述传感器连接盒设置于所述共享铁塔的下横担上。

为了监控输电线路外部环境因素的情况，请再次参阅图2，在其中一个实施例中，所述共享铁塔还包括摄像组件500，所述摄像组件500设置于所述铁塔本体100上，所述摄像组件与所述配电单元电性连接，所述摄像组件与所述处理模块电性连接。这样，通过摄像组件能够获取输电线路的图像，拍摄输电线路是否存在外破隐患，如吊车、挖掘机等接近输电线路引起跳闸，拍摄输电线路的覆冰情况；还能够拍摄共享铁塔、输电线路、金具的锈蚀、缺失情况，将图像传输到铁塔监测主机，并通过通信单元发送至监控平台，以便实时监控共享铁塔及输电线路的外部环境。在其中一个实施例中，所述传感器连接盒设置有无线通信模块，所述无线通信模块用于传感器连接盒与铁塔监测主机之间的通信，及与以无线连接方式连接的传感器之间的通信。在其中一个实施例中，摄像组件包括摄像头及图像采集卡，所述摄像头与所述图像采集卡电性连接。

为了便于获取输电线路的较为全面的图像，在其中一个实施例中，所述摄像头设置于所述共享铁塔的下横担下侧的第一个横材上，这样，能够便于获得输电线路外破隐患情况的图像。

在其中一个实施例中，所述处理单元还包括GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)芯片，所述图像采集卡与所述GPU芯片电性连接。具体地，摄像组件拍摄获取的图像传输至铁塔监测主机的GPU芯片，GPU芯片能够进行边缘计算，基于深度学习识别对输电线路的外破隐患物体的特征学习，解析外破隐患的情况，并将解析的图像信息通过通信单元发送至监控平台。

值得一提的是，上述各实施例中的共享铁塔也可以称为电力铁塔，或者用于通信的电力铁塔。

在其中一个实施例中，一种铁塔监测装置，包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种共享铁塔，其特征在于，包括：铁塔本体、通信设备间、通信基站及铁塔监测装置，

所述通信设备间靠近于所述铁塔本体设置，所述通信设备间设置有变压器和配电单元，所述变压器用于与市电连接，所述配电单元与所述变压器电性连接；

所述通信基站包括射频拉远单元、天线及基带处理单元，所述射频拉远单元与所述天线设置于所述铁塔本体上，所述射频拉远单元与所述天线电性连接，所述射频拉远单元与所述配电单元电性连接，所述基带处理单元设置于所述通信设备间内，所述基带处理单元与所述配电单元电性连接，所述射频拉远单元与所述基带处理单元电性连接；

所述铁塔监测装置包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机设置于所述通信设备间内，所述铁塔监测主机与所述配电单元电性连接，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述处理模块及所述通信模块分别与所述配电单元电性连接；所述传感器组件设置于所述铁塔本体上，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的共享铁塔，其特征在于，所述通信基站为5G通信基站，所述通信模块为5G通信模块。

3.根据权利要求1所述的共享铁塔，其特征在于，所述传感器组件包括倾角传感器及微气象传感器，所述倾角传感器及所述微气象传感器与所述处理模块电性连接。

4.根据权利要求3所述的共享铁塔，其特征在于，所述倾角传感器及所述微气象传感器设置于所述铁塔本体远离地面的一端。

5.根据权利要求3所述的共享铁塔，其特征在于，所述传感器组件还包括导线测温传感器，所述导线测温传感器与所述处理模块电性连接。

6.根据权利要求3所述的共享铁塔，其特征在于，所述传感器组件还包括故障定位传感器，所述故障定位传感器与所述处理模块电性连接。

7.根据权利要求3所述的共享铁塔，其特征在于，所述传感器组件还包括覆冰传感器，所述覆冰传感器与所述处理模块电性连接。

8.根据权利要求3所述的共享铁塔，其特征在于，所述传感器组件还包括绝缘子污秽度传感器，所述绝缘子污秽度传感器与所述处理模块电性连接。

9.根据权利要求3至8任一项中所述的共享铁塔，其特征在于，所述铁塔监测装置还包括传感器连接盒，所述传感器连接盒与所述传感器组件电性连接，所述传感器连接盒与所述处理模块电性连接。

10.一种铁塔监测装置，其特征在于，包括铁塔监测主机和传感器组件，所述铁塔监测主机包括处理模块与通信模块，所述处理模块与所述通信模块电性连接，所述传感器组件与所述处理模块电性连接。