CN111162474A - 一种输电线路滚石防护装置和方法 - Google Patents

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汪峰
黄伟
毛锦伟
金旭光
唐现梓
曾超
夏伦凯
向泓嘉
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01F7/00—Devices affording protection against snow, sand drifts, side-wind effects, snowslides, avalanches or falling rocks; Anti-dazzle arrangements ; Sight-screens for roads, e.g. to mask accident site
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M7/08—Shock-testing

Abstract

一种输电线路滚石防护装置和方法，包括设置在输电线塔一侧地面上的支架，在支架背向输电线塔一侧倾斜固定连接有支撑框，在支撑框内设有钢丝网，钢丝网四周通过多根弹簧与支撑框连接，在支撑框四周设有称重传感器，各称重传感器通过钢丝绳与钢丝网连接。本发明不仅能有效地减少滚石撞击输电线塔的冲击力，而且能够记录滚石冲击频率和强度，判断是否需要对输电线塔加强防护。

Description

一种输电线路滚石防护装置和方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路滚石防护装置和方法。
背景技术
近年来，随着“西电东送”、“海南与大陆联网”以及“新疆与西北联网工程”战略的实施，我国电网进入了大容量、长距离、特高压输电线路建设的新时期。一批穿越山区的输电线路工程相继建造。当输电线路线穿越复杂的地形，不良的地质以及岩体风化破碎区时，极易受到输电线塔侧方滚石的冲击，造成输电线塔破损倒塌，严重时影响整个线路的安全运营。国内已发生多起因滚石冲击输电路的灾害事件。例如，2016年7月29日年，四川凉山州西昌地区遭遇暴雨侵袭，多地出现大面积山体滑坡，位于境内的500千伏普洪二线51号塔受到滚石冲击，受损严重。2019年8月17日，四川凉山州甘洛县阿兹觉乡自勒村附近山体滑坡，滑坡体中的滚石导致该区域35千伏的高压输电线路多座铁塔倒塌，阿兹觉变电站被迫跳闸断电，威胁了当地群众的生命财产安全。2019年7月30日，陕西省汉中市西乡县山体滑坡的发生，山体剥落的滚石撞击了一座高压输电铁塔，使得线塔倾斜受损，在次日凌晨倒塌。
目前，输电线路的滚石防护方法主要包括主动防护方法和被动防护方法。主动防护方法主要是依靠增强输电塔附近危岩的稳定性，防止其发生崩落形成滚石危害，从源头治理危岩，适用于危岩体裂隙发育明确风化较为严重的情况，以及大型危岩体的治理；被动防护方法是指在发生滚石后，从而阻止滚石到达建筑物安全规定范围内或者滚石撞击建筑物后进行一个能量缓冲，适用于漏治的危岩。而在被动防护体系中，传统方法主要通过设置拦石堤、圬工拦石墙、拦石栅栏、落石槽、导石墙、拦石墙、柔性棚架等装置进行拦截。但是这种防护拦截装置往往会因滚石运动轨迹的不确定性、自然气候的特殊性、装置安全系数的不可估量性，影响滚石装置的正常防护，降低了防护效果，增加了输电塔的维护成本，同时在滚石撞击后，没有及时清理，滚石会持续挤压输电塔，导致输电塔累积损伤，严重时造成局部变形或者破坏，形成撞击后的二次损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种输电线路滚石防护装置和方法，不仅能有效地减少滚石撞击输电线塔冲击力，而且能够记录滚石冲击频率和强度，判断是否需要对输电线塔加强防护。
为了解决上述问题，本发明要解决的技术方案为：
一种输电线路滚石防护装置，包括设置在输电线塔一侧地面上的支架，在支架背向输电线塔一侧倾斜固定连接有支撑框，在支撑框内设有钢丝网，钢丝网四周通过多根弹簧与支撑框连接，在支撑框四周设有称重传感器，各称重传感器通过钢丝绳与钢丝网连接。
还包括信号处理系统，所述信号处理系统包括单片机、电流/电压转换电路、A/D转换电路、信号发射电路和发射天线，各称重传感器接收到滚石钢丝网的脉冲信号后，输出4mA-20mA 的电流信号，经过电流/电压转换电路后，输出电压信号，再进入滤波放大电路，滤除 3Hz 以上的高频信号和脉动直流信号后的电压信号送给A/D转换电路，经单片机进行处理后通过发射电路及发射天线发射到终端。
在输电线塔上安装有太能供电系统，太阳能供电系统为称重传感器和信号处理系统供电。
一种输电线路滚石防护装置对滚石进行监控的方法，滚石冲击钢丝网，由各称重传感器实时测量滚石冲击钢丝网的冲击力，并将冲击力通过信号处理系统发送到终端，终端记录滚石冲击力和冲击频率，工作人员依据终端记录的的滚石冲击力和冲击频率判断是否需要对输电线线塔一侧边坡、山体或者输电线塔进行加固防护。
本发明的技术效果为：掉落下来的滚石由钢丝绳进行拦截，并由弹簧对滚石冲击力进行缓冲，避免滚石支架撞击输电线塔，另外通过多个称重传感器对滚石冲击频率和强度进行记录，判断是否需要对输电线线塔一侧边坡、山体或者输电线塔进行加固防护，提前对滚石隐患进行处理。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的主视结构示意图，
图2为本发明关于钢丝网的主视结构示意图，
图3为本图2中A处的局部放大结构示意图，
图4为本发明各电气件间的连接关系示意图。
图中：输电线塔1、太能供电系统2、支撑框3、支架4、地沟5、钢丝网6、弹簧7、称重传感器8、钢丝绳9、第一螺丝81、第二螺丝82。
具体实施方式
如图1到4所示，一种输电线路滚石防护装置和方法，包括设置在输电线塔1一侧地面上的支架4，在支架4背向输电线塔1一侧倾斜固定连接有支撑框3，在支撑框3内设有钢丝网6，钢丝网6四周通过多根弹簧7与支撑框3连接，在支撑框3四周设有称重传感器8，各称重传感器8通过钢丝绳9与钢丝网6连接。
如图3所示，称重传感器8上安装有多颗第一螺丝81和多颗第二螺丝82，第一螺丝81穿过称重传感器8法兰与支撑框3螺纹连接，第二螺丝82螺纹连接在称重传感器8法兰上，通过旋转第二螺丝82对称重传感器8的距离进行拉伸，确保称重传感器8连接钢丝网6的钢丝绳处于绷直状态，以确保称重传感器8能够有效测量。
在山体滑落滚石时，滚石由钢丝绳进行拦截，并由弹簧7对滚石冲击力进行缓冲，避免滚石支架4撞击输电线塔1。
在钢丝网6前端开挖有地沟5。撞击到钢丝网6上的滚石被弹入到地沟5中，由地沟5对滚石进行暂存，避免滚石累积过多积压钢丝网6。
还包括信号处理系统，所述信号处理系统包括单片机、电流/电压转换电路、A/D转换电路、信号发射电路和发射天线，各称重传感器8接收到滚石钢丝网6的脉冲信号后，输出4mA-20mA 的电流信号，经过电流/电压转换电路后，输出电压信号，再进入滤波放大电路，滤除 3Hz 以上的高频信号和脉动直流信号后的电压信号送给A/D转换电路，经单片机进行处理后通过发射电路及发射天线发射到终端。
在输电线塔1上安装有太能供电系统2，太阳能供电系统为称重传感器8和信号处理系统供电。利用太阳能板给蓄电池充电，克服了山区桥梁输电困难的问题。太阳能供电系统包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池和逆变器，其工作原理可以参考“CN207677494 U”、名称为“一种新型太阳能控制器”。
一种输电线路滚石防护装置对滚石进行监控的方法，滚石冲击钢丝网6，由各称重传感器8实时测量滚石冲击钢丝网6的冲击力，并将冲击力通过信号处理系统发送到终端，终端可以是电脑，电脑记录滚石冲击力和冲击频率，工作人员依据终端记录的的滚石冲击力和冲击频率判断是否需要对输电线线塔一侧边坡、山体或者输电线塔1进行加固防护，例如：钢丝网6只记录冲击力大于50公斤的滚石，在一天内受到20次50公斤以上滚石冲击时，则需要对该输电线塔1边坡进行修缮，提前对滚石隐患进行处理。

Claims (6)

1.一种输电线路滚石防护装置，其特征在于：包括设置在输电线塔（1）一侧地面上的支架（4），在支架（4）背向输电线塔（1）一侧倾斜固定连接有支撑框（3），在支撑框（3）内设有钢丝网（6），钢丝网（6）四周通过多根弹簧（7）与支撑框（3）连接，在支撑框（3）四周设有称重传感器（8），各称重传感器（8）通过钢丝绳（9）与钢丝网（6）连接。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路滚石防护装置，其特征在于：在钢丝网（6）前端开挖有地沟（5）。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路滚石防护装置，其特征在于：称重传感器（8）上安装有多颗第一螺丝（81）和多颗第二螺丝（82），第一螺丝（81）穿过称重传感器（8）法兰与支撑框（3）螺纹连接，第二螺丝（82）螺纹连接在称重传感器（8）法兰上。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路滚石防护装置，其特征在于：还包括信号处理系统，所述信号处理系统包括单片机、电流/电压转换电路、A/D转换电路、信号发射电路和发射天线，各称重传感器（8）接收到滚石钢丝网（6）的脉冲信号后，输出 4mA-20mA 的电流信号，经过电流/电压转换电路后，输出电压信号，再进入滤波放大电路，滤除 3Hz 以上的高频信号和脉动直流信号后的电压信号送给A/D转换电路，经单片机进行处理后通过发射电路及发射天线发射到终端。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路滚石防护装置，其特征在于：在输电线塔（1）上安装有太能供电系统（2），太阳能供电系统为称重传感器（8）和信号处理系统供电。
6.一种使用权利要求4或5所述输电线路滚石防护装置对滚石进行监控的方法，其特征在于：滚石冲击钢丝网（6），由各称重传感器（8）实时测量滚石冲击钢丝网（6）的冲击力，并将冲击力通过信号处理系统发送到终端，终端记录滚石冲击力和冲击频率，工作人员依据终端记录的的滚石冲击力和冲击频率判断是否需要对输电线线塔一侧边坡、山体或者输电线塔（1）进行加固防护。
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