CN110409521B - 一种输电塔桩基础的移动监测报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，包括：移动监测装置和报警系统，移动监测装置围绕输电塔桩基础近地面处的侧壁设置，移动监测装置包括外壳、底座、多个沉降传感器、多个平移传感器、移动板和多个倾斜传感器，倾斜传感器设置在移动板上，沉降传感器和平移传感器分布于外壳内部；报警系统包括工作站计算机、卫星和调控中心计算机，工作站计算机分别与沉降传感器、平移传感器、倾斜传感器电性连接，工作站计算机通过卫星与调控中心计算机通信连接，调控中心计算机用于发布报警信息。本发明提供的输电塔桩基础的移动监测报警系统，能够实现对输电塔桩基础的沉降、平移和倾斜的监测与报警，具有监测功能多样、监测精确度高的特点。

Description

一种输电塔桩基础的移动监测报警系统

技术领域

本发明涉及输电塔桩基础状态监测技术领域，特别是涉及一种输电塔桩基础的移动监测报警系统。

背景技术

我国是一个地震频发的国家，地震灾害对国家电网系统的维稳运行造成了极大的威胁。输电线路会先后受到地震载荷直接作用的一次破坏，以及滑坡等地震次生灾害造成的二次破坏，其中，输电塔桩基础结构直接与土层接触，在地震灾害发生时，会率先受到影响。历史震害表明，地震直接作用会导致桩基础结构周边的土质松动，进而造成桩基础的水平偏移；滑坡等地震次生灾害作用会导致桩基础发生沉降和倾覆，从而影响到输电塔结构的整体安全。

目前，国内对输电塔桩基础受地震灾害破坏的防护意识不够，其中灌注桩基础作为输电塔常用的一种基础形式，受地震灾害的影响需要特别注意，然而当下缺少相关监测报警装置的研发。因此研发一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，通过检测地震灾害后桩基础的平动和下降的位移变化以及倾斜的角度变化，向维修部分发出报警，从而便于维修部门快速定位事故耐张段，并即时进行修理，由此保护输电线路的维稳运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，设置有移动监测装置和报警系统，实现对输电塔桩基础的沉降、平移和倾斜的监测与报警，具有监测功能多样、监测精确度高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，该系统包括：移动监测装置和报警系统，所述移动监测装置围绕输电塔桩基础近地面处的侧壁设置，所述移动监测装置包括外壳、底座、多个沉降传感器、多个平移传感器、移动板和多个倾斜传感器，所述底座固定连接在地面上，所述外壳罩设在所述底座上方，包裹着输电塔桩基础，并与所述底座固定连接，所述移动板设置在所述外壳的内部，并固定连接在所述输电塔桩基础的侧壁上，所述倾斜传感器设置在所述移动板上，所述沉降传感器和平移传感器分布于所述外壳内部，所述沉降传感器用于检测所述输电塔桩基础的竖向位移变化，所述平移传感器用于检测所述输电塔桩基础的水平位移变化，所述倾斜传感器用于检测所述输电塔桩基础的倾斜角度变化；

所述报警系统包括工作站计算机、卫星和调控中心计算机，所述工作站计算机分别与所述沉降传感器、平移传感器、倾斜传感器电性连接，所述工作站计算机通过卫星与所述调控中心计算机通信连接，所述调控中心计算机用于发布报警信息。

可选的，所述沉降传感器包括沉降传感器发射端、沉降传感器接收端和竖直支架，所述沉降传感器发射端固定连接在所述移动板的边缘，所述竖直支架安装在所述底座上与所述沉降传感器发射端对应的位置，所述竖直支架上从上向下固定设置有若干所述沉降传感器接收端，所述沉降传感器接收端用于接收所述沉降传感器发射端发出的信号。

可选的，所述沉降传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀环绕布置在所述输电塔桩基础周围。

可选的，所述沉降传感器接收端设置有两个，从上向下分别为二级报警沉降传感器接收端和一级报警沉降传感器接收端。

可选的，所述平移传感器包括平移传感器发射端、平移传感器接收端和水平支架，所述平移传感器发射端位于所述移动板的底面，所述水平支架安装在所述底座上，并位于所述平移传感器发射端的正下方，所述水平支架上设置有若干所述平移传感器接收端，所述平移传感器接收端用于接收所述平移传感器发射端发出的信号。

可选的，所述平移传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀环绕布置在所述输电塔桩基础周围。

可选的，所述平移传感器接收端设置有两个，分别为距离输电塔桩基础较近位置的二级报警平移传感器接收端和距离输电塔桩基础较远位置的一级报警平移传感器接收端。

可选的，所述倾斜传感器包括倾斜传感器外壳、水银和若干倾斜传感器接收端，所述水银装设在所述倾斜传感器外壳内部，所述倾斜传感器接收端设置在所述倾斜传感器外壳的内壁，并位于所述水银的水平面上方，当输电塔桩基础发生倾斜时，所述水银接触所述倾斜传感器接收端。

可选的，所述倾斜传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀嵌设在所述移动板上。

可选的，所述底座通过螺栓与地面固定连接，所述底座与所述输电塔桩基础之间留有空隙，所述移动板通过螺栓固定连接在所述述输电塔桩基础的侧壁上，所述外壳的下端通过螺栓与所述底座连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的输电塔桩基础的移动监测报警系统，包括移动监测装置和报警系统，移动监测装置设置有沉降传感器、平移传感器和倾斜传感器，能够对输电塔桩基础的下沉位移、平动位移和倾斜角度进行全面监测，且沉降传感器、平移传感器具设置有两个级别的接收端，能够实现下沉位移、平动位移的分等级监测和报警，监测功能更加完善；报警系统中，通过输电塔工作站内的工作站计算机及时采集各类监测信息，并通过卫星远程传送给调控中心计算机，发布报警信息，方便工作人员及时发现输电塔桩基础的位移故障，并安排维修人员及时对事故输电塔桩基础进行维修，保障输电线路的安全稳定运行。

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一些实施例，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为本发明实施例输电塔桩基础的移动监测报警系统的结构示意图；

图2为本发明实施例移动监测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例沉降传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例平移传感器的结构示意图；

图5为本发明实施例倾斜传感器的结构示意图；

附图标记：1、外壳；2、底座；3、沉降传感器；3-1、沉降传感器发射端；3-2、沉降传感器接收端；3-2-1、二级报警沉降传感器接收端；3-2-2、一级报警沉降传感器接收端；3-3、竖直支架；4、平移传感器；4-1、平移传感器发射端；4-2、平移传感器接收端；4-2-1、二级报警平移传感器接收端；4-2-2、一级报警平移传感器接收端；4-3、水平支架；5、移动板；6、倾斜传感器；6-1、倾斜传感器外壳；6-2、水银；6-3、倾斜传感器接收端；7、输电塔桩基础；8、螺栓；9、工作站计算机；10、卫星；11、调控中心计算机；12、维修人员。

具体实施方式

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。

本发明的目的是提供一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，设置有移动监测装置和报警系统，实现对输电塔桩基础的沉降、平移和倾斜的监测与报警，具有监测功能多样、监测精确度高的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的输电塔桩基础的移动监测报警系统，包括：移动监测装置和报警系统，所述移动监测装置围绕输电塔桩基础7近地面处的侧壁设置，所述移动监测装置包括外壳1、底座2、多个沉降传感器3、多个平移传感器4、移动板5和多个倾斜传感器6，所述底座2固定连接在地面上，可以通过螺栓固定连接，所述底座2与输电塔桩基础7之间留有空隙，所述外壳1罩设在所述底座2上方，包裹着输电塔桩基础7，并与所述底座2通过螺栓固定连接，所述移动板5设置在所述外壳1的内部，并通过螺栓8固定连接在所述输电塔桩基础7的侧壁上，所述倾斜传感器6设置在所述移动板5上，所述沉降传感器3和平移传感器4分布于所述外壳1内部，所述沉降传感器3用于检测所述输电塔桩基础7的竖向位移变化，所述平移传感器4用于检测所述输电塔桩基础7的水平位移变化，所述倾斜传感器6用于检测所述输电塔桩基础7的倾斜角度变化；

所述报警系统包括工作站计算机9、卫星10和调控中心计算机11，所述工作站计算机9分别与所述沉降传感器3、平移传感器4、倾斜传感器6电性连接，所述工作站计算机9通过卫星10与所述调控中心计算机11通信连接，所述调控中心计算机11用于发布报警信息。

所述外壳1包括顶板和侧板，所述顶板与侧板固定连接，所述侧板固定连接在底座2上，所述顶板为保证输电塔桩基础正常使用而采用圆形孔，所述侧板可以为电线留有圆柱形孔；所述底座2根据当地土质实际情况进行安装，必要时构建承台。

当所述移动监测装置监测到所述输电塔桩基础沉降、平动和倾斜时，所述沉降传感器3、平移传感器4和倾斜传感器5能够将监测到的输电塔桩基础7微小移动信息传输到所述工作站计算机9上，所述工作站计算机9位于输电塔工作站内，所述工作站计算机9发出的报警信号能够通过所述卫星10传输到所述调控中心计算机11上，所述调控中心计算机11位于电网调度控制中心内，所述调控中心计算机11能够反映发出信号的所述工作站计算机9所处输电塔的位置，经过检修人员的确认，对发生警报的所述输电塔桩基础7进行维修，并重新调整好所述移动监测装置的位置。

如图3所示，所述沉降传感器3包括沉降传感器发射端3-1、沉降传感器接收端3-2和竖直支架3-3，所述沉降传感器发射端3-1固定连接在所述移动板5的边缘，所述竖直支架3-3安装在所述底座2上与所述沉降传感器发射端3-1对应的位置，所述竖直支架3-3从上向下固定设置有若干所述沉降传感器接收端3-2，所述沉降传感器接收端3-2用于接收所述沉降传感器发射端3-1发出的信号。

所述沉降传感器3根据所述输电塔桩基础7的大小按4个、8个、12个或16个的形式均匀环绕布置在所述输电塔桩基础7周围，所述沉降传感器接收端3-2根据地区场地土条件由上到下按2个分布在所述垂直支架3-3上，位于较高位置的为二级报警沉降传感器接收端3-2-1和位于较低位置的一级报警沉降传感器接收端3-2-2，当地震过后，所述输电塔桩基础7发生沉降，带动所述移动板5下降，所述沉降传感器发射端3-1随之下降，当下降高度达到与所述二级报警沉降传感器接收端3-2-1平齐时，所述沉降传感器发射端3-1发射出的红外光线被所述二级报警沉降传感器接收端3-2-1感知，发出二级报警，继续下降达到与所述一级报警沉降传感器3-2-2平齐时，发出一级报警，所述二级报警表示输电塔桩基础已发生沉降但不影响线路运行的状态，需要维修队设定计划维护，所述一级报警表示输电塔桩基础发生严重沉降且已经影响到线路的安全稳定运行，需要维修队及时进行修理。

如图4所示，所述平移传感器4包括平移传感器发射端4-1、平移传感器接收端4-2和水平支架4-3，所述平移传感器发射端4-1位于所述移动板5的底面，所述水平支架4-3安装在所述底座1上，并位于所述平移传感器发射端4-1的正下方，所述水平支架4-3上设置有若干所述平移传感器接收端4-2，所述平移传感器接收端4-2用于接收所述平移传感器发射端4-1发出的信号。

所述平移传感器4根据所述输电塔桩基础7的大小按4个、8个、12个或16个的形式均匀环绕布置在所述输电塔桩基础7周围，所述平移传感器接收端4-2根据地区场地土条件由近到远按2个分布在所述水平支架4-3上，距离桩基础圆心较近位置的为二级报警平移传感器接收端4-2-1和距离桩基础圆心较远位置的一级报警平移传感器接收端4-2-2，所述水平支架4-3安装在所述底座2上，地震作用会导致桩基础周边土壤松动，所述输电塔桩基础7会侧向发生平移，带动所述移动板5移动，所述平移传感器发射端4-1随之移动，当移动距离达到与所述二级报警平移传感器接收端4-2-1垂直时，所述平移传感器发射端4-1发射出的红外光线被所述二级报警平移传感器接收端4-2-1感知，发出二级报警，继续移动达到与所述一级报警平移传感器4-2-2垂直时，发出一级报警，所述二级报警表示输电塔桩基础已发生侧向平移但不影响线路运行的状态，需要维修队设定计划维护，所述一级报警表示输电塔桩基础发生严重侧向平移且已经影响到线路的安全稳定运行，需要维修队及时进行修理。

如图5所示，所述倾斜传感器6包括倾斜传感器外壳6-1、水银6-2和若干倾斜传感器接收端6-3，所述水银6-2装设在所述倾斜传感器外壳6-1内部，所述倾斜传感器接收端6-3设置在所述倾斜传感器外壳6-1的内壁，并位于所述水银6-2的水平面上方，当输电塔桩基础7发生倾斜时，所述水银6-2接触所述倾斜传感器接收端6-3。

所述倾斜传感器6根据所述输电塔桩基础7的大小按4个、8个、12个或16个的形式均匀嵌于所述移动板5上，所述水银6-2装在所述倾斜传感器外壳6-1内且水位线与外壳的中心线平齐，所述倾斜传感器接收端6-3位于所述外壳6-1的内壁，当地震过后，所述输电塔桩基础7会发生倾斜，带动所述倾斜传感器外壳6-1倾斜，此时所述水银6-2仍保持水平，当所述水银接触到所述倾斜传感器接收端6-3时，监测到信息传送给报警系统发出报警，表示所述输电塔桩基础7发生倾斜。

本发明提供的输电塔桩基础的移动监测报警系统，包括移动监测装置和报警系统，移动监测装置设置有沉降传感器、平移传感器和倾斜传感器，能够对输电塔桩基础的下沉位移、平动位移和倾斜角度进行全面监测，且沉降传感器、平移传感器具设置有两个级别的接收端，能够实现下沉位移、平动位移的分等级监测和报警，监测功能更加完善；报警系统中，通过输电塔工作站内的工作站计算机及时采集各类监测信息，并通过卫星远程传送给调控中心计算机，发布报警信息，方便工作人员及时发现输电塔桩基础的位移故障，并安排维修人员及时对事故输电塔桩基础进行维修，保障输电线路的安全稳定运行。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，包括：移动监测装置和报警系统，所述移动监测装置围绕输电塔桩基础近地面处的侧壁设置，所述移动监测装置包括外壳、底座、多个沉降传感器、多个平移传感器、移动板和多个倾斜传感器，所述底座固定连接在地面上，所述外壳罩设在所述底座上方，包裹着输电塔桩基础，并与所述底座固定连接，所述移动板设置在所述外壳的内部，并固定连接在所述输电塔桩基础的侧壁上，所述倾斜传感器设置在所述移动板上，所述沉降传感器和平移传感器分布于所述外壳内部，所述沉降传感器用于检测所述输电塔桩基础的竖向位移变化，所述平移传感器用于检测所述输电塔桩基础的水平位移变化，所述倾斜传感器用于检测所述输电塔桩基础的倾斜角度变化；

所述报警系统包括工作站计算机、卫星和调控中心计算机，所述工作站计算机分别与所述沉降传感器、平移传感器、倾斜传感器电性连接，所述工作站计算机通过卫星与所述调控中心计算机通信连接，所述调控中心计算机用于发布报警信息；

所述倾斜传感器包括倾斜传感器外壳、水银和若干倾斜传感器接收端，所述水银装设在所述倾斜传感器外壳内部，所述倾斜传感器接收端设置在所述倾斜传感器外壳的内壁，并位于所述水银的水平面上方，当输电塔桩基础发生倾斜时，所述水银接触所述倾斜传感器接收端。

2.根据权利要求1所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述沉降传感器包括沉降传感器发射端、沉降传感器接收端和竖直支架，所述沉降传感器发射端固定连接在所述移动板的边缘，所述竖直支架安装在所述底座上与所述沉降传感器发射端对应的位置，所述竖直支架上从上向下固定设置有若干所述沉降传感器接收端，所述沉降传感器接收端用于接收所述沉降传感器发射端发出的信号。

3.根据权利要求2所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述沉降传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀环绕布置在所述输电塔桩基础周围。

4.根据权利要求2所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述沉降传感器接收端设置有两个，从上向下分别为二级报警沉降传感器接收端和一级报警沉降传感器接收端。

5.根据权利要求1所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述平移传感器包括平移传感器发射端、平移传感器接收端和水平支架，所述平移传感器发射端位于所述移动板的底面，所述水平支架安装在所述底座上，并位于所述平移传感器发射端的正下方，所述水平支架上设置有若干所述平移传感器接收端，所述平移传感器接收端用于接收所述平移传感器发射端发出的信号。

6.根据权利要求5所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述平移传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀环绕布置在所述输电塔桩基础周围。

7.根据权利要求5所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述平移传感器接收端设置有两个，分别为距离输电塔桩基础较近位置的二级报警平移传感器接收端和距离输电塔桩基础较远位置的一级报警平移传感器接收端。

8.根据权利要求1所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述倾斜传感器设置有4个、8个、12个或16个，均匀嵌设在所述移动板上。

9.根据权利要求1所述的输电塔桩基础的移动监测报警系统，其特征在于，所述底座通过螺栓与地面固定连接，所述底座与所述输电塔桩基础之间留有空隙，所述移动板通过螺栓固定连接在所述述输电塔桩基础的侧壁上，所述外壳的下端通过螺栓与所述底座连接。

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