CN112268650A - 一种高压输电塔用螺栓组件及其防松检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案是这样实现的：一种高压输电塔用螺栓组件，包括固定高压输电塔角钢的螺栓与螺母，所述螺栓和/或螺母朝向角钢的一侧设置有信息采集模块，所述信息采集模块受到角钢螺栓组件的挤压，所述信息采集模块用于采集传输压力信号，还包括终端处理模块，所述终端处理模块接收压力信号进行分析，本发明的有益效果是：把螺栓的预紧力解码成电信号，便于在线监测输电塔螺栓组件的状态，能够实时动态的分析数据，便于分析监控和收集，可以形成历史曲线，以便后来对螺栓组件的研究可以更加深入，使用无线传输模块，使线路更加简单，且通信距离长，不易断连。

Description

一种高压输电塔用螺栓组件及其防松检测方法

技术领域

本发明涉及输电塔螺栓技术领域，尤其是一种高压输电塔用螺栓组件及其防松检测方法。

背景技术

输电塔是架空导线的支撑点，其结构可靠性是保证输电线路稳定的重要因素；螺栓连接结构因具有拆卸简单、安全可靠等优点而被广泛应用于输电塔结构，由于输电塔角钢之间的单面连接方式，使得螺栓承受横向交变载荷的作用。

高压输电塔一线体系具有塔体结构高、跨度大、整体结构柔性强，兼有塔状高耸结构和大跨度结构的共同特点，对气象条件作用反应敏感，容易发生振动疲劳损伤和极端条件下的动态倒塌破坏；对于输电塔一线体系的设计和使用，气象条件起着决定性作用；传统输电塔是通过角钢搭接组建而成，角钢之间由螺栓进行单面连接；在导线的自重、风载和冰载等载荷的长期作用下，连接角钢的螺栓易发生松动和疲劳破坏，导致输电塔刚度下降，使输电塔发生局部失稳而倒塔，最终造成输电线路损毁；目前有通过人工检测的方式进行检测各螺栓的松紧状况，但螺栓数量较多、安装高度较高，人工检测麻烦，费时费力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高压输电塔用螺栓组件及其防松检测方法，用以解决上述背景技术中的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高压输电塔用螺栓组件，包括固定高压输电塔角钢的螺栓与螺母，其特征在于：所述螺栓和/或螺母朝向角钢的一侧设置有信息采集模块，所述信息采集模块受到角钢螺栓组件的挤压，所述信息采集模块用于采集传输压力信号，还包括终端处理模块，所述终端处理模块接收压力信号进行分析。

优选为：所述信息采集模块包括压力采集模块与用于接收压力信号并将压力信号转换成数字信号进行传输的数字处理模块。

优选为：所述压力采集模块包括压力传感器，所述数字处理模块包括模拟数字转换器、单片机和无线模块。

优选为：还包括信号传输基站，所述信息采集模块通过信号传输基站与终端处理模块进行传输，所述信号传输基站与无线模块无线连接。

优选为：所述终端处理模块包括实时监测模块，所述实时监测模块用于对各压力信号进行分析处理并整合形成图像进行监测。

优选为：还包括用于承载终端处理模块的手机app，通过手机app的显示完成对实时监测。

优选为：所述信息采集模块位于角钢的上端面和/或下端面，所述角钢上开设有供螺栓穿过的螺孔，所述角钢的上下两端均设置有信息采集模块。

优选为：所述终端处理模块上还设置有警报模块，所述警报模块包括预设单元、对比单元、和警报器，所述对比单元将实时压力信号值与预设单元上的预设压力信号值进行对比，当实时压力信号值小于预设单元上的预设压力信号值时，警报器工作。

优选为：所述角钢上在螺母的一侧还设置有自紧装置，所述自紧装置包括螺母套、伸缩气缸和固定在伸缩气缸输出端上的伸缩杆，所述螺母套的内孔为与螺母外部相匹配的多边形状，该螺母套套接在螺母外部，所述伸缩气缸固定在角钢靠近螺母的一端，所述螺母套外侧设置有第一卡齿，所述伸缩杆与螺母套相接触且在靠近螺母套的一侧设置有与第一卡齿相匹配的第二卡齿。

一种高压输电塔用螺栓组件的防松检测方法，包括如下步骤：

S1：在安装螺栓组件时，将信息采集模块随螺栓和螺母一并安装在输电塔的角钢上，将信息采集模块固定在夹持在角钢与螺栓组件之间，拧紧螺母；

S2：调节螺母与螺栓的拧紧程度，在保证螺栓组件拧紧的情况下，尽量保证各螺栓组件的压力信号一致，完成安装；

S3：通过信息采集模块与终端处理模块的无线传输，将各螺栓组件上的压力信号传递到终端处理模块进行实时显示监测，并收集信号形成历史曲线，对螺栓的松紧进行严密把控；

S4：在监测时，通过警报模块对实时压力信号进行监测，在螺丝松动时，压力信号减小，触发启动警报器提醒工作人员改处螺丝松动，可通过自紧单元进行拧紧或人工检修。

本发明的有益效果是：(1)本发明通过在螺栓组件与角钢的连接处设置压力传感器，并将压力传感器的模拟信号转换为数字信号，把螺栓的预紧力解码成电信号，经过处理、通过无线模块与信号传输基站完成通信传输，便于在线监测输电塔螺栓组件的状态，能够实时动态的分析数据，便于分析监控和收集，可以形成历史曲线，以便后来对螺栓组件的研究可以更加深入，使用无线传输模块，使线路更加简单，且通信距离长，不易断连。

(2)将信息采集模块放置在螺栓组件内，更加可靠的分析输电塔各部分的受力，能够更加精准的分析整体的情况；在高压输电的过程中，由于不可靠因素导致高压输电塔某基础连接不稳定，造成失稳，在高空螺栓出现松动，检测方法和效果不是特别优化，人工进行检修易造成人员的安全问题；便于减少高空作业的风险与频次，优化检修方案，使工作更高效合理；输电塔普遍用于各个地理环境和不同天气情况下，所以应对模块进行各项防护处理。

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，下面将对实施例或现有技术描述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1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的流程框架图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例2中自紧装置的结构示意图；

图中示例为：1、螺栓，2、螺母，3、螺孔，4、信息采集模块，5、角钢， 6、压力传感器，7、模拟数字转换器，8、单片机，9、无线模块，10、信号传输基站，11、警报模块，12、预设单元，13、对比单元，14、警报器，15、螺母套，16、伸缩气缸，17、伸缩杆，18、第一卡齿，19、第二卡齿，20、终端处理模块。

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作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。

实施例1

如图1和图2所示，本发明公开了一种高压输电塔用螺栓1组件，包括固定高压输电塔角钢5的螺栓1与螺母2，在本发明的具体实施方式中，所述螺栓1朝向角钢5的一侧设置有信息采集模块4，所述信息采集模块4受到角钢 5螺栓1组件的挤压，所述信息采集模块4用于采集传输压力信号，还包括终端处理模块20，所述终端处理模块20接收压力信号进行分析；所述信息采集模块 4为环状结构，所述信息采集模块4位于角钢5的上端面，所述角钢5上开设有供螺栓1穿过的螺孔3；所述信息采集模块4包括压力采集模块与用于接收压力信号并将压力信号转换成数字信号进行传输的数字处理模块。

在本实施例中，所述压力采集模块包括压力传感器6，所述数字处理模块包括模拟数字转换器7、单片机8和无线模块9；还包括信号传输基站10，所述信息采集模块4通过信号传输基站10与终端处理模块20进行传输，所述信号传输基站10与无线模块9无线连接，通过模拟数字转换器7与单片机8的转换处理将压力信号转换成数字信号，通过无线模块9与信号传输基站10的无线传输对信号进行输送；所述信号传输基站可以是4G基站、4H基站、5G基站等。

在本实施例中，所述终端处理模块20包括实时监测模块，所述实时监测模块用于对各压力信号进行分析处理并整合形成图像进行监测；还包括用于承载终端处理模块20的手机app，通过手机app的显示完成对实时监测，采用手机 app的方式，便于工作人员实时了解状况，及时处理。

所述终端处理模块20上还设置有警报模块11，所述警报模块11包括预设单元12、对比单元13、和警报器14，所述对比单元13将实时压力信号值与预设单元12上的预设压力信号值进行对比，当实时压力信号值小于预设单元12 上的预设压力信号值时，警报器14工作。

通过上述技术方案，通过在螺栓1组件与角钢5的连接处设置压力传感器6，并将压力传感器6的模拟信号转换为数字信号，把螺栓1的预紧力解码成电信号，经过处理、通过无线模块9与信号传输基站10完成通信传输，便于在线监测输电塔螺栓1组件的状态，能够实时动态的分析数据，便于分析监控和收集，可以形成历史曲线，以便后来对螺栓1组件的研究可以更加深入，使用无线传输模块，使线路更加简单，且通信距离长，不易断连。

同时将信息采集模块4放置在螺栓1组件内，更加可靠的分析输电塔各部分的受力，能够更加精准的分析整体的情况；在高压输电的过程中，由于不可靠因素导致高压输电塔某基础连接不稳定，造成失稳，在高空螺栓1出现松动，检测方法和效果不是特别优化，人工进行检修易造成人员的安全问题；便于减少高空作业的风险与频次，优化检修方案，使工作更高效合理；输电塔普遍用于各个地理环境和不同天气情况下，所以应对模块进行各项防护处理。

除此之外，警报模块11的设置，当高压输电塔螺栓1预紧力达到对比单元 13的预设值时，通过警报器14进行预警，第一时间通知地面工作人员，减少事故的发生。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于：在本实施例中，所述角钢5的上下两端均设置有信息采集模块4，且在终端处理模块20上对应设置有两个处理图像。

通过上述技术方案，从螺栓1组件的上下两点进行同时检测螺栓1的预紧力，多点监测保证精准性，便于对螺栓1组件防松的进一步控制了解。

在本实施例中，所述角钢5上在螺母2的一侧还设置有自紧装置，所述自紧装置包括螺母套15、伸缩气缸16和固定在伸缩气缸16输出端上的伸缩杆17，所述螺母套15的内孔为与螺母2外部相匹配的多边形状，该螺母套15套接在螺母2外部，所述伸缩气缸16固定在角钢5靠近螺母2的一端，所述螺母套15 外侧设置有第一卡齿18，所述伸缩杆17与螺母套15相接触且在靠近螺母套15 的一侧设置有与第一卡齿18相匹配的第二卡齿19。

通过上述技术方案，通过自紧装置的设置，在检测到螺栓1组件松动时，通过压力信号值对应控制伸缩气缸16工作输出，带动伸缩杆17绳索，通过第一卡齿18和第二卡齿19的传动带洞螺母套15转动，从而转动螺母2进行拧紧；方便在螺栓1松动时对螺栓1自动拧紧，节省劳动力，避免人工高空作业。

在使用该螺栓1组件时应注意，在安装螺栓1时，需将螺栓1与角钢5进行固定，避免在转动螺母2时螺栓1随之转动。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压输电塔用螺栓组件，包括固定高压输电塔角钢的螺栓与螺母，其特征在于：所述螺栓和/或螺母朝向角钢的一侧设置有信息采集模块，所述信息采集模块受到角钢螺栓组件的挤压，所述信息采集模块用于采集传输压力信号，还包括终端处理模块，所述终端处理模块接收压力信号进行分析。

2.根据权利要求1所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述信息采集模块包括压力采集模块与用于接收压力信号并将压力信号转换成数字信号进行传输的数字处理模块。

3.根据权利要求2所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述压力采集模块包括压力传感器，所述数字处理模块包括模拟数字转换器、单片机和无线模块。

4.根据权利要求3所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：还包括信号传输基站，所述信息采集模块通过信号传输基站与终端处理模块进行传输，所述信号传输基站与无线模块无线连接。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述终端处理模块包括实时监测模块，所述实时监测模块用于对各压力信号进行分析处理并整合形成图像进行监测。

6.根据权利要求5所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：还包括用于承载终端处理模块的手机app，通过手机app的显示完成对实时监测。

7.根据权利要求1或6所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述信息采集模块位于角钢的上端面和/或下端面，所述角钢上开设有供螺栓穿过的螺孔，所述角钢的上下两端均设置有信息采集模块。

8.根据权利要求7所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述终端处理模块上还设置有警报模块，所述警报模块包括预设单元、对比单元、和警报器，所述对比单元将实时压力信号值与预设单元上的预设压力信号值进行对比，当实时压力信号值小于预设单元上的预设压力信号值时，警报器工作。

9.根据权利要求1所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于：所述角钢上在螺母的一侧还设置有自紧装置，所述自紧装置包括螺母套、伸缩气缸和固定在伸缩气缸输出端上的伸缩杆，所述螺母套的内孔为与螺母外部相匹配的多边形状，该螺母套套接在螺母外部，所述伸缩气缸固定在角钢靠近螺母的一端，所述螺母套外侧设置有第一卡齿，所述伸缩杆与螺母套相接触且在靠近螺母套的一侧设置有与第一卡齿相匹配的第二卡齿。

10.一种高压输电塔用螺栓组件的防松检测方法，适用于如权利要求1所述的一种高压输电塔用螺栓组件，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在安装螺栓组件时，将信息采集模块随螺栓和螺母一并安装在输电塔的角钢上，将信息采集模块固定在夹持在角钢与螺栓组件之间，拧紧螺母；

S2：调节螺母与螺栓的拧紧程度，在保证螺栓组件拧紧的情况下，尽量保证各螺栓组件的压力信号一致，完成安装；

S3：通过信息采集模块与终端处理模块的无线传输，将各螺栓组件上的压力信号传递到终端处理模块进行实时显示监测，并收集信号形成历史曲线，对螺栓的松紧进行严密把控；

S4：在监测时，通过警报模块对实时压力信号进行监测，在螺丝松动时，压力信号减小，触发启动警报器提醒工作人员改处螺丝松动，可通过自紧单元进行拧紧或人工检修。

Images