CN112556652A - 输电线路杆塔倾斜的在线监测系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统及方法，通过分别在输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂上设置定位传感器，可实现输电线路杆塔四角的位置监测，通过处理器对塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息与对应的初始位置信息进行比对，计算获得该输电线路杆塔的位移以及倾斜量，并将该位移以及倾斜量发送到数据监控服务器中进行后期的处理以及监测，当数据监控服务器发现位移量或者倾斜量超过阈值时，则推送运维消息到运维终端，以提醒运维人员进行及时运维，提高输电线路杆塔的安全性；所述方法，是基于上述在线监测系统完成，具有简单易行、监测的准确率高等优点。
Description
技术领域
本发明公开涉及输电线路杆塔监测的技术领域，尤其涉及一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统以及方法。
背景技术
输电线路基本上都采用架空线路，由于线路架设在空中，需要承受自重、风力、暴雨和冰雪等机械力的作用和风沙等有害气体的侵蚀，运行条件十分恶劣。在沙漠地带、高盐土质区、采空区和山地滑坡区等不良地质区，在重力、应力、自然力扰动作用下，杆塔地基容易变形，导致杆塔倾斜、甚至倒塔断线，使供电线路陷于瘫痪，严重影响人们的生产生活，造成巨大损失。
杆塔倾斜监测可以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，提醒相关人员加固地基，防止倒塔事故发生。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统及方法，以实现输电线路杆塔倾斜的实时监测，以了解输电线路杆塔的实时状态。
一方面，本发明提供了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，所述系统包括：多个在线监测终端以及数据监控服务器；
所述在线监测终端与所述输电线路杆塔一一对应，每个所述在线监测终端均安装在对应的输电线路杆塔上；
每个所述在线监测终端均包括：四个定位传感器、处理器、无线通信装置以及供电装置；
四个所述定位传感器分别安装在所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂上；
所述处理器的输入端分别与四个所述定位传感器的输出端连接；
所述处理器通过所述无线通信装置与所述数据监控服务器通讯连接；
所述供电装置的输出端分别与四个所述定位传感器的供电端、所述处理器的供电端以及所述无线通信装置的供电端连接。
优选，所述供电装置为太阳能电源。
进一步优选，所述无线通信装置为wifi。
进一步优选，在所述处理器中设置有薄膜加热片。
另一方面，本发明还提供了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，该方法包括如下步骤：
S1：分别获取所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息；
S2：分别获取所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息；
S3：依据所述塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及所述塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量；
S4：将计算的所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量经由国网无线专网发送到数据监控服务器进行监控。
优选，步骤S3，依据所述塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及所述塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量，具体为：
S301：依据所述塔头的初始位置信息以及所述塔脚的初始位置信息，获得所述输电线路杆塔中心线的初始位置信息；
S302：依据所述塔头的实时位置信息以及所述塔脚的实时位置信息，获得所述输电线路杆塔中心线的实时位置信息；
S303：将所述输电线路杆塔中心线的实时位置信息与所述输电线路杆塔中心线的初始位置信息进行比对；
S304：若所述输电线路杆塔中心线的实时位置相对所述输电线路杆塔中心线的初始位置发生偏移，则将所述输电线路杆塔的两个塔臂的实时位置与所述输电线路杆塔的两个塔臂的初始位置进行比对；
S305：若不一致，则依据所述输电线路杆塔中心线的实时位置以及所述输电线路杆塔中心线的初始位置计算获得中心线位移量S1以及倾斜量A1，依据所述输电线路杆塔两个塔臂的实时位置以及所述输电线路杆塔两个塔臂的初始位置分别计算获得两个塔臂的位移量S2、S3以及倾斜量A2，将所述位移量S1、S2以及S3的平均值作为偏移量，将倾斜量A1、A2以及A3的平均值作为倾斜量；若一致，则返回步骤S2。
进一步优选，所述输电线路杆塔的塔脚为所述输电线路杆塔底部的中点。
本发明提供的输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，通过分别在输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂上设置定位传感器，可实现输电线路杆塔四角的位置监测，在输电线路杆塔安装结束后分别获取塔头、塔脚以及两个塔臂的位置信息作为初始位置信息，待该输电线路杆塔使用一段时间后，再次获取塔头、塔脚以及两个塔臂的位置信息作为实时位置信息，通过处理器对上述的实时位置信息与对应的初始位置信息进行比对，计算获得该输电线路杆塔的位移以及倾斜量，并将该位移以及倾斜量发送到数据监控服务器中进行后期的处理以及监测，当数据监控服务器发现位移量或者倾斜量超过阈值时，则推送运维消息到运维终端，以提醒运维人员进行及时运维，提高输电线路杆塔的安全性。
本发明提供的输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，是基于上述在线监测系统完成，具有简单易行、监测的准确率高等优点。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统的组成模块示意图；
图2为本发明公开实施例提供的一种输电线路杆塔倾斜的在线监测方法的流程示意图；
图3为本发明公开实施例提供的一种输电线路杆塔倾斜的在线监测方法中步骤S3的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了实现输电线路杆塔倾斜的在线监测，本实施方案提供了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，参见图1，该系统主要由多个在线监测终端1以及数据监控服务器2构成，其中，在线监测终端1与输电线路杆塔一一对应，每个在线监测终端1均安装在对应的输电线路杆塔上。
每个在线监测终端1均包括：四个定位传感器11、处理器12、无线通信装置13以及供电装置14，其中，四个定位传感器11分别安装在输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂上，处理器12的输入端分别与四个定位传感器11的输出端连接，处理器12通过无线通信装置13与数据监控服务器2通讯连接，供电装置14的输出端分别与四个定位传感器11的供电端、处理器12的供电端以及无线通信装置13的供电端连接。
上述输电线路杆塔倾斜的在线监测系统的具体工作过程为：当输电线路杆塔安装结束后，就将四个定位传感器按照要求对应安装在塔头、塔脚以及两个塔臂上，即对应输电线路杆塔的四角，其中，塔脚为输电线路杆塔的底部中点，通过四个定位传感器分别获取塔头、塔脚以及两个塔臂的位置信息，将该位置信息作为初始信息进行存储，当输电线路杆塔使用一段时间后，再次通过四个定位传感器获取塔头、塔脚以及两个塔臂的位置信息，此位置信息作为实时位置信息，每当处理器接收到新的位置信息，均会将新获取的位置信息与之前存储的初始信息进行比对，进而计算获得该输电线路杆塔的位移量以及倾斜量，并将计算获得的位移量以及倾斜量发送到数据监控服务器，有数据监控服务器进行后期的数据处理，一旦发现输电线路杆塔的位移量或者倾斜量超过阈值，则数据监控服务器会推送运维消息到运维终端，以实现输电线路杆塔的及时运维，降低输电线路杆塔的使用风险。
其中，在处理器中可以设置有计时器以及加密芯片，其中，计时器是用于进行获取塔头、塔脚以及两个塔臂的位置信息的时间间隔计时，而加密芯片是用于对计算获得的位移量以及倾斜量进行加密，将上述位移量以及倾斜量加密后再通过无线通信装置发送到数据监控服务器，以提高数据传输的安全性。
由于上述在线监测终端是在户外使用，为了实现节能，作为技术方案的改进，将上述供电装置14采用太阳能电源，即，包括：充电电池、太阳能供电以及充放电保护电路，由于上述部分均为现有太阳能电源的公知部分，因此，在此就不进行详细的展开说明。
作为技术方案的改进，上述无线通信装置13为wifi，可采用国网无线专网进行传输。
由于上述在线监测终端是在户外使用，为解决电子设备在低温状态下无法正常使用以及现有耐低温部件成本高的技术问题，作为技术方案的改进，在处理器12中设置有薄膜加热片，该薄膜加热片有两只引脚，接直流或交流电源。薄膜加热片的形状与被加热器件相匹配，薄膜加热片通过耐高温导热胶固定在被加热器件表面。实现了电子设备器部件在低温条件下可正常工作，经检测，设备一般可在-40℃-60℃工作。
基于上述的输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，本实施方案提供了一种输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，参见图2，该方法包括如下步骤：
S1：分别获取输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息；
S2：分别获取输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息；
S3：依据塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算输电线路杆塔的位移以及倾斜量；
S4：将计算的输电线路杆塔的位移以及倾斜量经由国网无线专网发送到数据监控服务器进行监控。
参见图3，步骤S3中依据所述塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及所述塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量，具体为：
S301：依据塔头的初始位置信息以及塔脚的初始位置信息，获得输电线路杆塔中心线的初始位置信息；
S302：依据塔头的实时位置信息以及塔脚的实时位置信息，获得输电线路杆塔中心线的实时位置信息；
S303：将输电线路杆塔中心线的实时位置信息与输电线路杆塔中心线的初始位置信息进行比对；
S304：若输电线路杆塔中心线的实时位置相对输电线路杆塔中心线的初始位置发生偏移，则将输电线路杆塔的两个塔臂的实时位置与输电线路杆塔的两个塔臂的初始位置进行比对；
S305：若不一致，则依据输电线路杆塔中心线的实时位置以及输电线路杆塔中心线的初始位置计算获得中心线位移量S1以及倾斜量A1，依据输电线路杆塔两个塔臂的实时位置以及输电线路杆塔两个塔臂的初始位置分别计算获得两个塔臂的位移量S2、S3以及倾斜量A2，将位移量S1、S2以及S3的平均值作为偏移量，将倾斜量A1、A2以及A3的平均值作为倾斜量；若一致，则返回步骤S2。
上述输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，依据塔头的位置信息和塔脚的位置信息，获得塔头和塔脚连接线的位置信息，即两点确定一条直线，通常，塔脚为输电线路杆塔底部的中点，此时，塔头与塔脚的连接线为输电线路杆塔的中心线，在输电线路杆塔倾斜的监测过程中，主要分为两个部分，第一部分为判断该输电线路杆塔是否发生倾斜；第二部分为当输电线路杆塔发生倾斜时，计算该输电线路杆塔的位移以及倾斜量。
其中，判断该输电线路杆塔是否发生倾斜的具体过程为：分别依据塔头的位置信息以及塔脚的位置信息，获得输电线路杆塔中心线的初始位置信息以及实时位置信息，然后将输电线路杆塔中心线的实时位置信息与输电线路杆塔中心线的初始位置信息进行比对，如果输电线路杆塔中心线的实时位置相对输电线路杆塔中心线的初始位置发生偏移，则将输电线路杆塔的两个塔臂的实时位置与输电线路杆塔的两个塔臂的初始位置进行比对，通常如果输电线路杆塔中心线发生偏移则代表输电线路杆塔发生位移或者倾斜，为了提高监测的准确性，则再次通过两个塔臂的位置信息进行验证，如果两个塔臂的位置也发生了偏移，则证明该输电线路杆塔的确发生了偏移，如果两个塔臂的位置未发生了偏移，这证明获取的位置信息可能存在问题，则再次重新获取位置信息，再次判断。
计算该输电线路杆塔的位移以及倾斜量，其中，位移量是指输电线路杆塔同一位置沿着水平方向移动的距离为位移量；而倾斜量为输电线路杆塔中塔头与塔脚连线的倾斜量以及两个塔臂连线的倾斜量。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：多个在线监测终端(1)以及数据监控服务器(2)；
所述在线监测终端(1)与所述输电线路杆塔一一对应，每个所述在线监测终端(1)均安装在对应的输电线路杆塔上；
每个所述在线监测终端(1)均包括：四个定位传感器(11)、处理器(12)、无线通信装置(13)以及供电装置(14)；
四个所述定位传感器(11)分别安装在所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂上；
所述处理器(12)的输入端分别与四个所述定位传感器(11)的输出端连接；
所述处理器(12)通过所述无线通信装置(13)与所述数据监控服务器(2)通讯连接；
所述供电装置(14)的输出端分别与四个所述定位传感器(11)的供电端、所述处理器(12)的供电端以及所述无线通信装置(13)的供电端连接。
2.根据权利要求1所述输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，其特征在于，所述供电装置(14)为太阳能电源。
3.根据权利要求1所述输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，其特征在于，所述无线通信装置(13)为wifi。
4.根据权利要求1所述输电线路杆塔倾斜的在线监测系统，其特征在于，在所述处理器(12)中设置有薄膜加热片。
5.一种输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：分别获取所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息；
S2：分别获取所述输电线路杆塔的塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息；
S3：依据所述塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及所述塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量；
S4：将计算的所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量经由国网无线专网发送到数据监控服务器进行监控。
6.根据权利要求5所述输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，其特征在于，步骤S3，依据所述塔头、塔脚以及两个塔臂的初始位置信息以及所述塔头、塔脚以及两个塔臂的实时位置信息，计算所述输电线路杆塔的位移以及倾斜量，具体为：
S301：依据所述塔头的初始位置信息以及所述塔脚的初始位置信息，获得所述输电线路杆塔中心线的初始位置信息；
S302：依据所述塔头的实时位置信息以及所述塔脚的实时位置信息，获得所述输电线路杆塔中心线的实时位置信息；
S303：将所述输电线路杆塔中心线的实时位置信息与所述输电线路杆塔中心线的初始位置信息进行比对；
S304：若所述输电线路杆塔中心线的实时位置相对所述输电线路杆塔中心线的初始位置发生偏移，则将所述输电线路杆塔的两个塔臂的实时位置与所述输电线路杆塔的两个塔臂的初始位置进行比对；
S305：若不一致，则依据所述输电线路杆塔中心线的实时位置以及所述输电线路杆塔中心线的初始位置计算获得中心线位移量S1以及倾斜量A1，依据所述输电线路杆塔两个塔臂的实时位置以及所述输电线路杆塔两个塔臂的初始位置分别计算获得两个塔臂的位移量S2、S3以及倾斜量A2，将所述位移量S1、S2以及S3的平均值作为偏移量，将倾斜量A1、A2以及A3的平均值作为倾斜量；若一致，则返回步骤S2。
7.根据权利要求5所述输电线路杆塔倾斜的在线监测方法，其特征在于，所述输电线路杆塔的塔脚为所述输电线路杆塔底部的中点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210326 |