CN114322959A - 一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下高压变电站施工技术领域，具体涉及一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统及施工方法，系统包括激光发射组件、光线传感器和传感信号接收端。激光发射组件用于安装于锚杆的外端部，激光发射组件的照射点均集中于一区域，在激光发射组件的投射的激光点处设置光线传感器，光线传感器均与传感信号接收端信号连接。施工方法依托于系统实现。其结构简单、使用方便，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

Description

一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统及施工方法

技术领域

本发明涉及地下高压变电站施工技术领域，具体而言，涉及一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统及施工方法。

背景技术

地下变电站包括全地下变电站和半地下变电站。

全地下变电站主建筑物建于地下，主变压器和其他主要电气设备均装设与地下建筑内，地上只建有变电站通风口和设备、人员出入口等少量建筑，以及有可能布置在地上的大型主变压器的冷却设备和主控制室等。

半地下变电站以地下建筑为主，主变压器和其他主要电气设备部分装设于地下建筑内。

无论是全地下变电站还是半地下变电站均需要开设地下空间，与普通的地下空间不同的是，地下空间的整体安全程度和可靠程度直接关系到了当地供电安全和用电安全。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其结构简单、使用方便，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

本发明的第二个目的在于提供一种施工方法，其简单易行、便于实施，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

本发明的实施例是这样实现的：

一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其包括：激光发射组件、光线传感器和传感信号接收端。激光发射组件用于安装于锚杆的外端部，激光发射组件的照射点均集中于一区域，在激光发射组件的投射的激光点处设置光线传感器，光线传感器均与传感信号接收端信号连接。

进一步地，激光发射组件包括：锚杆套、定位环、配合球、激光发射器和锁定机构。

锚杆套可拆卸地套设于锚杆的外端部。

定位环的外环面固定连接于锚杆套远离锚杆的一端，定位环的中心轴线平行于锚杆套远离锚杆的一端端面设置。

配合球可万向转动地配合于定位环当中，配合球的圆心位于定位环的中心轴线上。

激光发射器安装于配合球，激光发射器的激光发射方向沿配合球的径向设置。

锁定机构用于将配合球锁定，以限制配合球相对定位环转动。

进一步地，锁定机构包括：配合环、抵接片、传动齿轮和调节螺杆。

定位环开设有第一配合槽和第二配合槽。第一配合槽由定位环的内环壁沿其径向凹陷形成，第二配合槽由第一配合槽的槽底沿定位环的径向凹陷形成。第一配合槽和第二配合槽均沿定位环的周向连续延伸呈环状。

配合环可滑动地配合于第二配合槽当中。抵接片容纳于第一配合槽当中且抵接片的一端铰接于第一配合槽的槽壁。抵接片开设有用于为配合环让位的让位缺口，让位缺口由抵接片的铰接端的边缘凹陷形成。

配合环的内环壁固定连接有凸块和拨片，凸块和拨片均与抵接片对应设置，凸块位于抵接片远离配合球的一侧，拨片靠近抵接片的自由端设置，拨片远离配合环的一端延伸至抵接片靠近配合球的一侧，拨片的另一端朝远离抵接片的一侧延伸并与配合环的内环壁固定连接。

定位环远离锚杆套的一侧还具有凸出部，凸出部具有内腔，传动齿轮安装于凸出部的内腔当中。配合环具有外齿圈，传动齿轮与配合环啮合。调节螺杆可转动地安装于凸出部，调节螺杆与传动齿轮传动配合。

转动调节螺杆时，能够驱动配合环转动，使凸块推动抵接片抵接于配合球表面从而将配合球锁定，或者使拨片将抵接片朝远离配合球的一侧拨动以解除配合球的锁定。

进一步地，抵接片靠近配合球的一侧设置有橡胶条，橡胶条由抵接片的自由端朝其铰接端延伸，多根橡胶条平行且间隔设置。

进一步地，抵接片靠近凸块的一侧设置有凹槽，沿抵接片的自由端指向其铰接端的方向，凹槽的凹陷深度递增。凸块配合于凹槽当中，沿抵接片的长度方向，凹槽的长度大于凸块的直径。

进一步地，沿定位环的周向，多个抵接片、多个凸块和多个拨片均为均匀间隔设置。

进一步地，锚杆套的侧壁开设有将其贯穿的螺孔，螺孔当中配合有锁定螺杆。锚杆套的内径与锚杆的外端部的直径相适应。

进一步地，调节螺杆的端部与凸出部的外表面相平齐。

进一步地，第二配合槽位于第一配合槽的槽底的中部，配合环在其径向上的厚度大于第二配合槽的深度，让位缺口的宽度与配合环的宽度相适配。

一种利用上述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的施工方法，其包括：将激光发射组件安装于锚杆的外端部，并控制激光发射组件的照射点均集中于地下空间的底部的一区域内，在激光发射组件的投射的激光点处设置光线传感器，将光线传感器与传感信号接收端信号连接。

本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统在使用过程中，正常情况下，由于光线传感器都是对应激光发射组件投射的激光点进行设置的，光线传感器始终能够接收到激光发射组件发射出的光线。而一旦地下空间的壁面发生偏移，其对应位置的锚杆的位置或角度会发生变化，从而使安装于该锚杆上的激光发射组件发生偏移，导致该激光发射组件发射出的光线无法被之前的光线传感器顺利接收识别，从而导致原本与该激光发射组件对应的光线传感器的传感信号发生变化。

通过检测光线传感器的传感信号是否发生变化就能够判断出地下空间是否发生了结构偏移。如果只是其中一个或某几个光线传感器的传感信号发生了变化，表明地下空间的局部区域出现了结构偏移。出现传感信号变化的光线传感器的数量越多，结构偏移越严重。

由于激光发射组件的照射点均集中于一区域，使得光线传感器的设置非常方便，也更便于光线传感器与传感信号接收端进行连接，布线更为便捷。

另外如果全部的光线传感器的传感信号都发生了变化，那么有可能是安装光线传感器的这一区域及其附近区域发生了偏移，也有可能是地下空间发生了大面积结构偏移。可以通过光线传感器的传感信号的改变，针对性地对地下空间的结构安全进行评估。

总体而言，本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统结构简单、使用方便，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。本发明实施例提供的施工方法简单易行、便于实施，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件和光线传感器的配合示意图；

图2为本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的传感信号接收端和光线传感器的配合示意图；

图3为本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的定位环的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的定位环内安装抵接片后的结构示意图；

图7为图6中抵接片的第一视角的结构示意图；

图8为图6中抵接片的第二视角的结构示意图；

图9为图6中抵接片的第二视角的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的定位环内安装配合环后的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的激光发射组件的定位环内安装抵接片和配合环后的结构示意图；

图12为抵接片贴合于配合球时的状态示意图；

图13为抵接片与配合球分离时的状态示意图。

附图标记说明：

大型地下高压变电站的施工安全监控系统1000；激光发射组件100；锚杆套110；锁定螺杆111；定位环120；第一配合槽121；第二配合槽122；凸出部123；配合球130；激光发射器140；配合环150；凸块151；拨片152；抵接片160；让位缺口161；橡胶条162；凹槽163；传动齿轮170；调节螺杆180；光线传感器200；传感信号接收端300。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统1000，该系统包括：激光发射组件100、光线传感器200和传感信号接收端300。

激光发射组件100用于安装于锚杆的外端部，激光发射组件100的照射点均集中于一区域，在激光发射组件100投射的激光点处设置光线传感器200，光线传感器200均与传感信号接收端300信号连接。

传感信号接收端300用于获取各个光线传感器200的传感信号，传感信号接收端300可以与外部监控单元或服务器连接，以实时监控各个光线传感器200的传感信号的变化。

正常情况下，由于光线传感器200都是对应激光发射组件100投射的激光点进行设置的，光线传感器200始终能够接收到激光发射组件100发射出的光线。而一旦地下空间的壁面发生偏移，其对应位置的锚杆的位置或角度会发生变化，从而使安装于该锚杆上的激光发射组件100发生偏移，导致该激光发射组件100发射出的光线无法被之前的光线传感器200顺利接收识别，从而导致原本与该激光发射组件100对应的光线传感器200的传感信号发生变化。

通过检测光线传感器200的传感信号是否发生变化就能够判断出地下空间是否发生了结构偏移。如果只是其中一个或某几个光线传感器200的传感信号发生了变化，表明地下空间的局部区域出现了结构偏移。出现传感信号变化的光线传感器200的数量越多，结构偏移越严重。

由于激光发射组件100的照射点均集中于一区域，使得光线传感器200的设置非常方便，也更便于光线传感器200与传感信号接收端300进行连接，布线更为便捷。

另外如果全部的光线传感器200的传感信号都发生了变化，那么有可能是安装光线传感器200的这一区域及其附近区域发生了偏移，也有可能是地下空间发生了大面积结构偏移。可以通过光线传感器200的传感信号的改变，针对性地对地下空间的结构安全进行评估。

总体而言，大型地下高压变电站的施工安全监控系统1000结构简单、使用方便，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

请结合图3～图13，进一步地，激光发射组件100包括：锚杆套110、定位环120、配合球130、激光发射器140和锁定机构。

锚杆套110可拆卸地套设于锚杆的外端部。

定位环120的外环面固定连接于锚杆套110远离锚杆的一端，定位环120的中心轴线平行于锚杆套110远离锚杆的一端端面设置。

配合球130可万向转动地配合于定位环120当中，配合球130的圆心位于定位环120的中心轴线上。

激光发射器140安装于配合球130，激光发射器140的激光发射方向沿配合球130的径向设置。通过调节配合球130，就能够改变激光发射器140的激光投射方向。

锁定机构用于将配合球130锁定，以限制配合球130相对定位环120转动。

具体的，锁定机构包括：配合环150、抵接片160、传动齿轮170和调节螺杆180。

定位环120开设有第一配合槽121和第二配合槽122。第一配合槽121由定位环120的内环壁沿其径向凹陷形成，第二配合槽122由第一配合槽121的槽底沿定位环120的径向凹陷形成。第一配合槽121和第二配合槽122均沿定位环120的周向连续延伸呈环状。

配合环150可滑动地配合于第二配合槽122当中。抵接片160容纳于第一配合槽121当中且抵接片160的一端铰接于第一配合槽121的槽壁。抵接片160开设有用于为配合环150让位的让位缺口161，让位缺口161由抵接片160的铰接端的边缘凹陷形成。让位缺口161能够有效避免配合环150与抵接片160的铰接端相撞。

配合环150的内环壁固定连接有凸块151和拨片152，凸块151表面做光滑处理，凸块151和拨片152均与抵接片160对应设置，凸块151位于抵接片160远离配合球130的一侧，拨片152靠近抵接片160的自由端设置，拨片152远离配合环150的一端延伸至抵接片160靠近配合球130的一侧，拨片152的另一端朝远离抵接片160的一侧延伸并与配合环150的内环壁固定连接。

定位环120远离锚杆套110的一侧还具有凸出部123，凸出部123具有内腔，传动齿轮170安装于凸出部123的内腔当中。配合环150具有外齿圈，传动齿轮170与配合环150啮合。调节螺杆180可转动地安装于凸出部123，调节螺杆180与传动齿轮170传动配合。

转动调节螺杆180时，能够驱动配合环150转动，当配合环150沿如图12中所示a方向转动时，凸块151能够推动抵接片160远离配合球130的一侧使抵接片160抵接于配合球130表面，从而将配合球130锁定，阻止配合球130相对定位环120转动。当反向转动调节螺杆180时，配合环150沿如图13中所示b方向转动，凸块151与抵接片160远离配合球130的一侧分离，而拨片152能够将抵接片160的自由端朝远离配合球130的一侧拨动，以使抵接片160与配合球130分离，从而解除配合球130的锁定。

进一步地，抵接片160靠近配合球130的一侧设置有橡胶条162，橡胶条162由抵接片160的自由端朝其铰接端延伸，多根橡胶条162平行且间隔设置。这样能够有效地提高抵接片160对配合球130的锁定能力。

抵接片160靠近凸块151的一侧设置有凹槽163，沿抵接片160的自由端指向其铰接端的方向，凹槽163的凹陷深度递增。凸块151配合于凹槽163当中，沿抵接片160的长度方向，凹槽163的长度大于凸块151的直径，以使凸块151能够顺利地在凹槽163内运动，使凸块151能够抵接于抵接片160，也能够与抵接片160分离。

在本实施例中，抵接片160、凸块151和拨片152均设置为多个，沿定位环120的周向，多个抵接片160、多个凸块151和多个拨片152均为均匀间隔设置。从而进一步提高对配合球130的锁定效果，并使在锁定状态下配合球130的受力更加均匀。

锚杆套110的侧壁开设有将其贯穿的螺孔，螺孔当中配合有锁定螺杆111。锚杆套110的内径与锚杆的外端部的直径相适应。

调节螺杆180的端部与凸出部123的外表面相平齐，一方面能够对调节螺杆180起到保护作用，另一方面还能够防止对调节螺杆180执行误操作。

第二配合槽122位于第一配合槽121的槽底的中部，配合环150在其径向上的厚度大于第二配合槽122的深度，让位缺口161的宽度与配合环150的宽度相适配。这样的话，配合环150还能够通过让位缺口161对抵接片160起到支撑的作用，提高抵接片160的结构稳定性。

本实施例还提供一种利用上述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统1000的施工方法，具体包括：将激光发射组件100安装于锚杆的外端部，并控制激光发射组件100的照射点均集中于地下空间的底部的一区域内，在激光发射组件100的投射的激光点处设置光线传感器200，将光线传感器200与传感信号接收端300信号连接。通过检测光线传感器200的传感信号是否发生变化来判断地下空间是否发生了结构偏移。

综上所述，本发明实施例提供的大型地下高压变电站的施工安全监控系统1000结构简单、使用方便，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。本发明实施例提供的施工方法简单易行、便于实施，能够精确地对地下变电站的地下空间进行安全性监控，灵敏度高、准确可靠，对于在作业期和养护期进行全面安全监控而言非常直观、方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，包括：激光发射组件、光线传感器和传感信号接收端；所述激光发射组件用于安装于锚杆的外端部，所述激光发射组件的照射点均集中于一区域，在所述激光发射组件的投射的激光点处设置所述光线传感器，所述光线传感器均与所述传感信号接收端信号连接。

2.根据权利要求1所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述激光发射组件包括：锚杆套、定位环、配合球、激光发射器和锁定机构；

所述锚杆套可拆卸地套设于锚杆的外端部；

所述定位环的外环面固定连接于锚杆套远离锚杆的一端，所述定位环的中心轴线平行于所述锚杆套远离锚杆的一端端面设置；

所述配合球可万向转动地配合于所述定位环当中，所述配合球的圆心位于所述定位环的中心轴线上；

所述激光发射器安装于所述配合球，所述激光发射器的激光发射方向沿所述配合球的径向设置；

所述锁定机构用于将所述配合球锁定，以限制所述配合球相对所述定位环转动。

3.根据权利要求2所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述锁定机构包括：配合环、抵接片、传动齿轮和调节螺杆；

所述定位环开设有第一配合槽和第二配合槽；所述第一配合槽由所述定位环的内环壁沿其径向凹陷形成，所述第二配合槽由所述第一配合槽的槽底沿所述定位环的径向凹陷形成；所述第一配合槽和所述第二配合槽均沿所述定位环的周向连续延伸呈环状；

所述配合环可滑动地配合于所述第二配合槽当中；所述抵接片容纳于第一配合槽当中且所述抵接片的一端铰接于所述第一配合槽的槽壁；所述抵接片开设有用于为所述配合环让位的让位缺口，所述让位缺口由所述抵接片的铰接端的边缘凹陷形成；

所述配合环的内环壁固定连接有凸块和拨片，所述凸块和所述拨片均与所述抵接片对应设置，所述凸块位于所述抵接片远离所述配合球的一侧，所述拨片靠近所述抵接片的自由端设置，所述拨片远离所述配合环的一端延伸至所述抵接片靠近所述配合球的一侧，所述拨片的另一端朝远离所述抵接片的一侧延伸并与所述配合环的内环壁固定连接；

所述定位环远离所述锚杆套的一侧还具有凸出部，所述凸出部具有内腔，所述传动齿轮安装于所述凸出部的内腔当中；所述配合环具有外齿圈，所述传动齿轮与所述配合环啮合；所述调节螺杆可转动地安装于所述凸出部，所述调节螺杆与所述传动齿轮传动配合；

转动所述调节螺杆时，能够驱动所述配合环转动，使所述凸块推动所述抵接片抵接于所述配合球表面从而将所述配合球锁定，或者使所述拨片将所述抵接片朝远离所述配合球的一侧拨动以解除所述配合球的锁定。

4.根据权利要求3所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述抵接片靠近所述配合球的一侧设置有橡胶条，所述橡胶条由所述抵接片的自由端朝其铰接端延伸，多根所述橡胶条平行且间隔设置。

5.根据权利要求3所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述抵接片靠近所述凸块的一侧设置有凹槽，沿所述抵接片的自由端指向其铰接端的方向，所述凹槽的凹陷深度递增；所述凸块配合于所述凹槽当中，沿所述抵接片的长度方向，所述凹槽的长度大于所述凸块的直径。

6.根据权利要求3所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，沿所述定位环的周向，多个所述抵接片、多个所述凸块和多个所述拨片均为均匀间隔设置。

7.根据权利要求2所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述锚杆套的侧壁开设有将其贯穿的螺孔，所述螺孔当中配合有锁定螺杆；所述锚杆套的内径与锚杆的外端部的直径相适应。

8.根据权利要求3所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述调节螺杆的端部与所述凸出部的外表面相平齐。

9.根据权利要求3所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统，其特征在于，所述第二配合槽位于所述第一配合槽的槽底的中部，所述配合环在其径向上的厚度大于所述第二配合槽的深度，所述让位缺口的宽度与所述配合环的宽度相适配。

10.一种利用如权利要求1所述的大型地下高压变电站的施工安全监控系统的施工方法，其特征在于，包括：将所述激光发射组件安装于锚杆的外端部，并控制所述激光发射组件的照射点均集中于地下空间的底部的一区域内，在所述激光发射组件的投射的激光点处设置所述光线传感器，将所述光线传感器与所述传感信号接收端信号连接。

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