CN115798164A - 一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力防灾减灾技术领域，具体公开了一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法及系统，方法具体步骤如下：步骤S1、读取杆塔倾斜角度监测数据，进行偏移角分析；步骤S2：读取雨量数据，根据雨量数据判断降雨等级；步骤S3：综合偏移角和降雨等级进行预警；步骤S4：将预警信号通报运维人员。系统包括计算分析模块、测量模块、通讯模块、供电模块以及远程移动客户端测量模块与计算分析模块连接，计算分析模块将预警信息通过通讯模块发送给远程移动客户端。本发明中，可以发现因长时间缓慢偏移导致人工难以发现的倾斜问题，也可以克服人工定期巡检效率低下问题，提高了杆塔倾斜的监测效率以及准确性。

Description

一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法及系统

技术领域

本发明属于电力防灾减灾技术领域，特别涉及一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法及系统。

背景技术

我国国土非常辽阔，多数配电杆塔往往分布于人迹罕至、地形复杂的地区。一旦发生如泥石流的自然灾害时，杆塔可能会发生倾斜，甚至是倒塌。轻则给电网安全运行埋下隐患，重则导致大范围内停电，对人们的生活造成严重的影响。面对大自然的不可抗力，我们不能做到在灾害发生前去阻止，但灾害无情人可更有为，我们可以尽可能在灾害发生前去预防它，建立健全各项防治管理体系，全面提升综合防灾能力，可有效降低灾害带来的损失。因此对配电杆塔的倾斜姿态进行检测，不仅可以降低杆塔倾斜或倒塌而导致停电带来的损失，也可以在一定程度上提前做到对泥石流的预警，有效保护人民的生命财产安全。

然而，传统的人工巡检非常费时费力，并且因为配电杆塔的姿态数据难以测量，测量的数据也难以保证其准确性，加上数据难以远距离传输，这就导致了配电杆塔倾斜监测的进程发展缓慢，难以跟上时代的发展。因此设计一款能代替传统人工巡检的在线监测设备，对配电杆塔进行例常监测，保持稳定配电，对社会生产以及人民生活的稳定的稳定运行有着重大意义。准确的测量出配电杆塔的姿态数据，不仅可以监测到配电杆塔的实时信息，也可在灾害发生时及时的收集到数据并作出应对，从而降低因灾害造成的配电杆塔倾斜或倒塌对电网正常工作的影响。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法和系统，能够准确的测量出配电杆塔的姿态数据，不仅可以监测到配电杆塔的实时信息，也可在灾害发生时及时的收集到数据并作出应对，从而降低因灾害造成的配电杆塔倾斜或倒塌对电网正常工作的影响。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，包括以下步骤：步骤S1、读取杆塔倾斜角度监测数据，进行偏移角分析；步骤S2：读取雨量数据，根据雨量数据判断降雨等级；步骤S3：综合偏移角和降雨等级进行预警；步骤S4：将预警信号通报运维人员。

优选的，所述步骤S1偏移角分析方法如下：将当前读取的杆塔倾斜角度与杆塔初始倾斜角度对比，如果角度差超过了阈值，则认为杆塔存在偏移可能，需要通过降雨量来确认是否存在误报。

优选的，所述步骤S2降雨等级判断方法为通过雨滴传感器判断降雨等级；其中，所述降雨等级包括小雨、中雨以及大雨或暴雨。

优选的，所述步骤S3的综合偏移角和降雨等级进行预警具体为：当偏移角大于阈值时，如果降雨量为中雨，进行二级预警，如果降雨量为大雨或者暴雨，则进行一级预警；其它情况则为误报或无需预警。

优选的，所述步骤S4中采用短信多次间断的方式发送给运维人员。

一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，用于实现上述洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，包括：计算分析模块，用于偏移角的计算和综合预警的逻辑判断；测量模块，用于测量杆塔倾斜角和降雨量；通讯模块，用于发送预警信息；供电模块，用于系统的供电；远程移动客户端，用于接收预警信息；所述测量模块与所述计算分析模块连接，所述计算分析模块将预警信息通过通讯模块发送给远程移动客户端。

优选的，所述计算分析模块采用STM32单片机。

优选的，所述测量模块包括MPU6050传感器和雨滴传感器；所述MPU6050 传感器用于测量杆塔的倾斜角，所述雨滴传感器采用压电式雨滴传感器，用于测量降雨量。

优选的，所述通讯模块采用以SIM900A短信模块为核心，用于给远程移动客户端发送预警信息。

优选的，所述供电模块为包括基于CN3761的充电模块或者基于的18650 电池或者太阳能电池板。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明中，通过采用杆塔的倾斜角度以及降雨量来判断杆塔倾斜状况，防止了系统误报的情况，从而准确的判断杆塔的倾斜状况。

2.本发明中，不仅可以监测到配电杆塔的实时信息，也可在灾害发生时及时的收集到数据并作出应对，从而降低因灾害造成的配电杆塔倾斜或倒塌对电网正常工作的影响。

3.本发明中能够快速、高效的对杆塔进行实施监测，克服人工定期巡检效率低下问题。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的系统结构图；

图3为手机接收的预警信息图。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“顶面”、“底面”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到术语“第一”、“第二”、“第三”只是用于描述目的以及区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参与图1-3，一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，包括以下步骤：

步骤S1，读取杆塔倾斜角度监测数据，进行偏移角分析；其中杆塔倾斜角度的监测采用MPU6050传感器测量，将当前测量得到的杆塔倾斜角度与杆塔初始倾斜角度对比，如果角度差超过了阈值0.86°，则认为杆塔存在偏移可能，偏移角大于0.86°，需要通过降雨量来确认是否存在误报。在其他实施例中，在测量倾斜角度时可以通过多次测量得到多个倾斜角度值，然后取其平均值，将平均值与初始角度进行对比得到角度差，最后将角度差与阈值进行对比即可。

步骤S2：读取雨量数据，根据雨量数据判断降雨等级；本实施例中，雨滴传感器采用的是压电式雨滴传感器，通过电压值来判断降雨等级，具体为根据读取的雨滴传感器，当压电式雨滴传感器的电压值大于2.8V时，降雨量为 0-10mm，相应降雨等级为小雨；电压为2.3-2.8V时，降雨量为10-25mm，对应降雨等级为中雨；电压为1.2-2.3V时，降雨量为25-50mm，相应降雨等级为大雨或暴雨；在其他的实施例中，可以采用不同类型的雨滴传感器来判断降雨等级。

步骤S3：综合偏移角和降雨等级进行预警，即当偏移角大于0.86°时，如果降雨量为中雨，进行二级预警，如果降雨量为大雨，则进行一级预警；其它情况则为误报或无需预警，具体如表1所示：

表1

步骤S4：预警信号通过短信方式通报运维人员，通报的方式是利用SIM900A 短信模块进行多次、间断地提醒，避免单条短信或者电话容易被接收者忽略的情况。

另外说明的是，在上述的方案中，系统会分配给不同的配电箱杆塔不同的编号以及杆塔的位置信息，在发送预警信息的同时，也会将上述的杆塔的编号和位置信息发送到维修人员当中，维修人员能够快速定位。

一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，用于实现上述洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，包括：计算分析模块，用于偏移角的计算和综合预警的逻辑判断；测量模块，用于测量杆塔倾斜角和降雨量；通讯模块，用于发送预警信息；供电模块，用于系统的供电；远程移动客户端，用于接收预警信息；测量模块与所述计算分析模块连接，所述计算分析模块将预警信息通过通讯模块发送给远程移动客户端。

本实施例中，所述计算分析模块采用STM32单片机；测量模块包括 MPU6050传感器和雨滴传感器，MPU6050传感器用于测量杆塔的倾斜角，雨滴传感器采用的是压电式雨滴传感器，用于测量降雨量；通讯模块采用以 SIM900A短信模块为核心，用于给远程移动客户端发送预警信息；供电模块为太阳能电池板，在其他的实施例中可以选用基于的18650电池或者基于CN3761 的充电模块，远程移动客户端为手机。

为了便于更好的理解本发明，下面举一个实例：

选择桂林灵川县某地河道边坡上的杆塔应用本发明，该杆塔的初始倾斜角度为30°。在某时刻开始出现了较强降雨，持续一段时间后系统连续监测到的 5次倾斜角测量结果，分别为30.880182°、30.879516°、30.865654°、 30.918320°、30.903168°，平均值为30.889368°，超出了偏移的阈值0.86°，此时手机接收到了二级预警，如附图3所示，包括了位置信息、编号、倾斜角度降雨量以及险情等级预警。安排运维人员到达现场勘察，发现发生了山洪，杆塔因山洪冲击边坡滑坡，滑坡泥土冲击到了杆塔导致发生轻微偏移，通过加固杆塔后保障了稳定供电。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换、变型以及各种不同的选择和改变，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、读取杆塔倾斜角度监测数据，进行偏移角分析；

步骤S2：读取雨量数据，根据雨量数据判断降雨等级；

步骤S3：综合偏移角和降雨等级进行预警；

步骤S4：将预警信号通报运维人员。

2.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征在于，所述步骤S1偏移角分析方法如下：

将当前读取的杆塔倾斜角度与杆塔初始倾斜角度对比，如果角度差超过了阈值，则认为杆塔存在偏移可能，需要通过降雨量来确认是否存在误报。

3.根据权利要求2所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征在于，所述步骤S2降雨等级判断方法为通过雨滴传感器判断降雨等级；其中，所述降雨等级包括小雨、中雨以及大雨或暴雨。

4.根据权利要求3所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征在于，所述步骤S3的综合偏移角和降雨等级进行预警具体为：

当偏移角大于阈值时，如果降雨量为中雨，进行二级预警，如果降雨量为大雨或者暴雨，则进行一级预警，其它情况则为误报或无需预警。

5.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征

在于，所述步骤S4中采用短信多次间断的方式发送给运维人员。

6.一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，用于实现权利要求1所述的洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测方法，其特征在于，包括：

计算分析模块，用于偏移角的计算和综合预警的逻辑判断；

测量模块，用于测量杆塔倾斜角和降雨量；

通讯模块，用于发送预警信息；

供电模块，用于系统的供电；

远程移动客户端，用于接收预警信息；

所述测量模块与所述计算分析模块连接，所述计算分析模块将预警信息通过通讯模块发送给远程移动客户端。

7.根据权利要求6所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，其特征在于，所述计算分析模块采用STM32单片机。

8.根据权利要求6所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，其特征在于，所述测量模块包括MPU6050传感器和雨滴传感器；

所述MPU6050传感器用于测量杆塔的倾斜角，所述雨滴传感器采用压电式雨滴传感器，用于测量降雨量。

9.根据权利要求6所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，其特征在于，所述通讯模块采用以SIM900A短信模块为核心，用于给远程移动客户端发送预警信息。

10.根据权利要求6所述的一种洪涝灾害影响的配电杆塔倾斜监测系统，其特征在于，所述供电模块为包括基于CN3761的充电模块或者基于的18650电池或者太阳能电池板。

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