CN116046080B - 输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法，涉及电力设备领域，包括：定位座，所述定位座转动连接在安装环的外部，解决了现有输电杆塔的监测装置仅能够监测塔身的使用姿态，无法对土质地貌的变化进行监测，监测结果片面，导致工作人员无法准确、全面的对输电杆塔的使用姿态进行调整的问题，双项监测组件能够对安装在土质内部的承台座的使用状态进行实时监测，当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号，在双项监测组件和接收组件的配合作用下，能够实现对立杆使用状态的单独监测，从而在立杆出现使用姿态改变时也能够被工作人员实时知晓，使用稳定。

Description

输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法。

背景技术

在电力输送过程中，需要用输电杆塔，输电杆塔起到支撑架空导线的作用，输电杆塔一般会安装支设在地面内部，从而起到稳定支撑架空导线或者电缆的作用，为了保证输电杆塔的使用状态稳定，需要通过监测装置对输电杆塔自身的姿态进行实时监测，当输电杆塔自身姿态出现偏差时及时予以施工修正，保障输电杆塔使用的稳定性。

然而，就目前现有输电杆塔的监测装置而言，其功能单一，仅能够监测塔身的使用姿态（即倾斜角度），无法对土质地貌的变化进行监测，监测结果片面，而在寒冷地区土质地貌又很容易因为冻胀发生改变，冻胀是由于土中水的冻结和冰体的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用，从而使得工作人员无法准确、全面的对输电杆塔的使用姿态进行调整，稳定性较差，实用性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法，其具有双项监测组件，双项监测组件能够对安装在土质内部的承台座的使用状态进行实时监测，当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号，同时在双项监测组件和接收组件的配合作用下，能够实现对立杆使用状态的单独监测，从而在立杆出现使用姿态改变时也能够被工作人员实时知晓，使用稳定，两个监测项目的配合使用下能够实现对输电组件以及输电组件安装位置的土质地貌进行监测，使用方便，监测全面，灵活性、适应性和实用性极强。

本发明提供了输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法，具体包括：输电组件，所述输电组件包括有立杆和承台座，所述立杆固定安装在承台座的内部，且承台座固定安装在地面内部；双项监测组件，所述双项监测组件包括有防护壳、安装块、监测发射器、电性垂杆、定位杆和位置杆，所述防护壳固定安装在承台座的顶部，且安装块固定安装在防护壳的侧面，所述防护壳的顶部为透明设计，所述监测发射器固定安装在电性垂杆的顶部，且电性垂杆插接在防护壳的内部，所述定位杆转动连接在安装块的内部，且位置杆插接在安装块的内部；接收组件，所述接收组件包括有安装环、定位座、功能轮、驱动电机和监测接收板，所述安装环固定安装在立杆的顶部，且定位座转动连接在安装环的外部，所述功能轮转动连接在安装环的外部，且驱动电机固定安装在安装环的外部，所述监测接收板固定安装在定位座的侧面。

进一步的，所述电性垂杆的顶部设有旋转球，且防护壳的内部设有限位球套，且旋转球转动连接在限位球套的内部。

进一步的，所述电性垂杆的底部设有配重球，且配重球的重量远大于电性垂杆和监测发射器的重量之和。

进一步的，所述位置杆的一端设有接触环，且接触环为正圆形，电性垂杆的杆体穿过接触环的环体内部。

进一步的，所述位置杆的另一侧设有定位块，且定位块的截面形状为“T”形，安装块的内部设有定位槽，且定位块插接在定位槽的内部。

进一步的，所述定位杆的杆体外部设有螺纹，且定位杆通过杆体螺纹拧接在定位块的内部。

进一步的，所述功能轮的一侧设有定位蜗轮，且驱动电机的转轴一端设有驱动蜗杆，驱动蜗杆和定位蜗轮之间传动连接。

进一步的，所述功能轮的另一侧设有调节齿轮，且定位座的顶部设有调节齿条，调节齿轮和调节齿条的轮齿咬合传动。

进一步的，所述限位球套、旋转球、配重球和监测接收板的中心位置处于同一竖直垂线上，且位置杆和监测接收板为平行设置，位置杆的杆体与电性垂杆之间互相垂直。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该装置在使用时，双项监测组件能够对安装在土质内部的承台座的使用状态进行实时监测，当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号，同时在双项监测组件和接收组件的配合作用下，能够实现对立杆使用状态的单独监测，从而在立杆出现使用姿态改变时也能够被工作人员实时知晓，使用稳定，两个监测项目的配合使用下能够实现对输电组件以及输电组件安装位置的土质地貌进行监测，使用方便，监测全面，提高了该装置的灵活性、适应性和实用性。

2.双项监测组件能够实现对承台座安装位置附近的土质地貌进行实时监测使用，从而当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号提醒工作人员，在正常姿态下，在配重球的作用下电性垂杆的状态为竖直向下，且电性垂杆的杆体不会与接触环的环体接触，从而此时报警电路不会接通也不会发送报警信号，当承台座安装位置附近的土质地貌因为冻胀等因素发生改变时，此时承台座的使用状态会跟随土质地貌的改变而改变，由于在配重球的作用下电性垂杆的状态始终为竖直向下，但是接触环会跟随承台座位置的改变而改变，从而当承台座倾斜的到一定角度后，电性垂杆的杆体会与接触环接触，从而接通报警电路并发送报警信号提醒工作人员，使用方便，能够对输电组件安装位置附近的土质地貌进行单独监测使用，灵活性极强。

3.触发双项监测组件报警功能限度能够通过定位杆自由调节使用，能够适应在不同土质地貌下支设输电组件并进行监测使用，适应性极强，当转动定位杆时，定位杆能够通过杆体螺纹带动定位块上下移动改变使用位置，从而改变了接触环的使用位置，由于电性垂杆在旋转球和限位球套的配合作用下，在承台座发生姿态改变时电性垂杆的运动轨迹为圆锥形，从而当接触环改变使用位置后能够改变电性垂杆与接触环接触时承台座的姿态，从而调节了报警功能触发限度，能够适应在不同土质地貌上进行使用，适应性极强。

4.在双项监测组件和接收组件的配合作用下，能够实现对立杆使用姿态的监测功能，电性垂杆顶部的监测发射器发射的监测光线能够被监测接收板接收，从而根据监测接收板将接收的监测位置信号传递给控制装置后，控制装置即可分析出当前立杆的使用姿态，能够实时对立杆的使用姿态进行监测，使用稳定。

5.由于接收组件位于立杆的顶部位置，为了方便安装，该装置监测接收板的使用位置能够在立杆的顶部转动调节使用，以方便监测接收板和监测发射器的稳定对齐监测使用，当驱动电机转动时，驱动电机的驱动蜗杆能够通过定位蜗轮带动调节齿轮转动，从而调节齿轮在转动时能够通过调节齿条带动定位座和监测接收板转动改变使用位置，从而方便了监测接收板和监测发射器的对齐监测使用，操作方便，使用灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明复位状态时内部的结构示意图。

图3是本发明图2左侧的结构示意图。

图4是本发明接收组件拆解后的结构示意图。

图5是本发明双项监测组件拆解后内部的结构示意图。

图6是本发明立杆使用姿态出现改变时内部的结构示意图。

图7是本发明土质地貌发生改变触发双项监测组件报警功能时内部的结构示意图。

图8是本发明图2中A部位放大的结构示意图。

图9是本发明图3中B部位放大的结构示意图。

图10是本发明图7中C部位放大的结构示意图。

图11是本发明电路结构的系统图。

附图标记列表

1、输电组件；101、立杆；102、承台座；2、双项监测组件；201、防护壳；2011、限位球套；202、安装块；2021、定位槽；203、监测发射器；204、电性垂杆；2041、旋转球；2042、配重球；205、定位杆；206、位置杆；2061、接触环；2062、定位块；3、接收组件；301、安装环；302、定位座；3021、调节齿条；303、功能轮；3031、定位蜗轮；3032、调节齿轮；304、驱动电机；3041、驱动蜗杆；305、监测接收板。

具体实施方式

下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例：请参考图1至图11所示：

本发明提供输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置及方法，包括输电组件1，输电组件1包括有立杆101和承台座102，立杆101固定安装在承台座102的内部，且承台座102固定安装在地面内部；双项监测组件2，双项监测组件2包括有防护壳201、安装块202、监测发射器203、电性垂杆204、定位杆205和位置杆206，防护壳201固定安装在承台座102的顶部，且安装块202固定安装在防护壳201的侧面，防护壳201的顶部为透明设计，监测发射器203固定安装在电性垂杆204的顶部，且电性垂杆204插接在防护壳201的内部，定位杆205转动连接在安装块202的内部，且位置杆206插接在安装块202的内部；接收组件3，接收组件3包括有安装环301、定位座302、功能轮303、驱动电机304和监测接收板305，安装环301固定安装在立杆101的顶部，且定位座302转动连接在安装环301的外部，功能轮303转动连接在安装环301的外部，且驱动电机304固定安装在安装环301的外部，监测接收板305固定安装在定位座302的侧面。

其中，电性垂杆204的底部设有配重球2042，且配重球2042的重量远大于电性垂杆204和监测发射器203的重量之和，位置杆206的一端设有接触环2061，且接触环2061为正圆形，电性垂杆204的杆体穿过接触环2061的环体内部，在使用中，双项监测组件2能够实现对承台座102安装位置附近的土质地貌进行实时监测使用，从而当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号提醒工作人员，在正常姿态下，在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态为竖直向下，且电性垂杆204的杆体不会与接触环2061的环体接触，从而此时报警电路不会接通也不会发送报警信号，当承台座102安装位置附近的土质地貌因为冻胀等因素发生改变时，此时承台座102的使用状态会跟随土质地貌的改变而改变，由于在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态始终为竖直向下，但是接触环2061会跟随承台座102位置的改变而改变，从而当承台座102倾斜的到一定角度后，电性垂杆204的杆体会与接触环2061接触，从而接通报警电路并发送报警信号提醒工作人员，使用方便，能够对输电组件1安装位置附近的土质地貌进行单独监测使用，灵活性极强。

其中，报警装置与外部电源和控制装置电性连接，且电性垂杆204和接触环2061分别与报警装置控制电路同级导线断开的两端电性连接，如附图11所示，在正常姿态下，在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态为竖直向下，且电性垂杆204的杆体不会与接触环2061的环体接触，从而此时报警装置的控制电路不会接通也不会发送报警信号，当承台座102安装位置附近的土质地貌因为冻胀等因素发生改变时，此时承台座102的使用状态会跟随土质地貌的改变而改变，由于在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态始终为竖直向下，但是接触环2061会跟随承台座102位置的改变而改变，从而当承台座102倾斜的到一定角度后，电性垂杆204的杆体会与接触环2061接触，从而接通报警装置的控制电路并发送报警信号提醒工作人员。

其中，监测发射器203和监测接收板305与外部电源和控制装置电性连接，如附图11所示，监测发射器203在控制装置的控制下发射测量信号，监测接收板305会接收监测发射器203发射的测量信号，监测发射器203接收到测量信号后会将信号值发送给控制装置进行分析处理，从而得出立杆101的使用姿态，且控制装置会对立杆101的使用姿态进行实时记录反馈给工作人员。

其中，定位杆205的杆体外部设有螺纹，且定位杆205通过杆体螺纹拧接在定位块2062的内部，在使用中，触发双项监测组件2报警功能限度能够通过定位杆205自由调节使用，能够适应在不同土质地貌下支设输电组件1并进行监测使用，适应性极强，当转动定位杆205时，定位杆205能够通过杆体螺纹带动定位块2062上下移动改变使用位置，从而改变了接触环2061的使用位置，电性垂杆204的顶部设有旋转球2041，且防护壳201的内部设有限位球套2011，且旋转球2041转动连接在限位球套2011的内部，由于电性垂杆204在旋转球2041和限位球套2011的配合作用下，在承台座102发生姿态改变时电性垂杆204的运动轨迹为圆锥形，从而当接触环2061改变使用位置后能够改变电性垂杆204与接触环2061接触时承台座102的姿态，从而调节了报警功能触发限度，能够适应在不同土质地貌上进行使用，适应性极强。

其中，位置杆206的另一侧设有定位块2062，且定位块2062的截面形状为“T”形，安装块202的内部设有定位槽2021，且定位块2062插接在定位槽2021的内部，在使用中，定位槽2021能够限制定位块2062和位置杆206的移动轨迹，从而使得当调节接触环2061的使用位置时不会出现装置卡死失效的现象发生，使用稳定。

其中，限位球套2011、旋转球2041、配重球2042和监测接收板305的中心位置处于同一竖直垂线上，且位置杆206和监测接收板305为平行设置，位置杆206的杆体与电性垂杆204之间互相垂直，在使用中，在双项监测组件2和接收组件3的配合作用下，能够实现对立杆101使用姿态的监测功能，电性垂杆204顶部的监测发射器203发射的监测光线能够被监测接收板305接收，从而根据监测接收板305将接收的监测位置信号传递给控制装置后，控制装置即可分析出当前立杆101的使用姿态，能够实时对立杆101的使用姿态进行监测，使用稳定。

其中，驱动电机304与外部电源和控制装置电性连接，从而通过控制装置能够控制驱动电机304正反转，功能轮303的一侧设有定位蜗轮3031，且驱动电机304的转轴一端设有驱动蜗杆3041，驱动蜗杆3041和定位蜗轮3031之间传动连接，在使用中，由于接收组件3位于立杆101的顶部位置，为了方便安装，该装置监测接收板305的使用位置能够在立杆101的顶部转动调节使用，以方便监测接收板305和监测发射器203的稳定对齐监测使用，功能轮303的另一侧设有调节齿轮3032，且定位座302的顶部设有调节齿条3021，调节齿轮3032和调节齿条3021的轮齿咬合传动，当驱动电机304转动时，驱动电机304的驱动蜗杆3041能够通过定位蜗轮3031带动调节齿轮3032转动，从而调节齿轮3032在转动时能够通过调节齿条3021带动定位座302和监测接收板305转动改变使用位置，从而方便了监测接收板305和监测发射器203的对齐监测使用，操作方便，使用灵活。

本实施例的具体使用方式与作用：本发明中，将输电组件1架设安装在地面的合适位置，在安装时，监测接收板305的使用位置能够在立杆101的顶部转动调节使用，以方便监测接收板305和监测发射器203的稳定对齐监测使用，当驱动电机304转动时，驱动电机304的驱动蜗杆3041能够通过定位蜗轮3031带动调节齿轮3032转动，从而调节齿轮3032在转动时能够通过调节齿条3021带动定位座302和监测接收板305转动改变使用位置，从而方便了监测接收板305和监测发射器203的对齐监测使用，安装完成后，调节该装置报警功能的触发限度，触发双项监测组件2报警功能限度能够通过定位杆205自由调节使用，能够适应在不同土质地貌下支设输电组件1并进行监测使用，适应性极强，当转动定位杆205时，定位杆205能够通过杆体螺纹带动定位块2062上下移动改变使用位置，从而改变了接触环2061的使用位置，由于电性垂杆204在旋转球2041和限位球套2011的配合作用下，在承台座102发生姿态改变时电性垂杆204的运动轨迹为圆锥形，从而当接触环2061改变使用位置后能够改变电性垂杆204与接触环2061接触时承台座102的姿态，从而调节了报警功能触发限度，能够适应在不同土质地貌上进行使用，双项监测组件2能够实现对承台座102安装位置附近的土质地貌进行实时监测使用，从而当土质地貌因为冻胀等外界作用出现改变至一定程度后能够自动发送报警信号提醒工作人员，在正常姿态下，在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态为竖直向下，且电性垂杆204的杆体不会与接触环2061的环体接触，从而此时报警电路不会接通也不会发送报警信号，当承台座102安装位置附近的土质地貌因为冻胀等因素发生改变时，此时承台座102的使用状态会跟随土质地貌的改变而改变，由于在配重球2042的作用下电性垂杆204的状态始终为竖直向下，但是接触环2061会跟随承台座102位置的改变而改变，从而当承台座102倾斜的到一定角度后，电性垂杆204的杆体会与接触环2061接触，从而接通报警电路并发送报警信号提醒工作人员，使用方便，能够对输电组件1安装位置附近的土质地貌进行单独监测使用，同时在双项监测组件2和接收组件3的配合作用下，能够实现对立杆101使用姿态的监测功能，电性垂杆204顶部的监测发射器203发射的监测光线能够被监测接收板305接收，从而根据监测接收板305将接收的监测位置信号传递给控制装置后，控制装置即可分析出当前立杆101的使用姿态，能够实时对立杆101的使用姿态进行监测。

Claims (6)

1.输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置，其特征在于，包括：输电组件（1），所述输电组件（1）包括有立杆（101）和承台座（102），所述立杆（101）固定安装在承台座（102）的内部，且承台座（102）固定安装在地面内部；双项监测组件（2），所述双项监测组件（2）包括有防护壳（201）、安装块（202）、监测发射器（203）、电性垂杆（204）、定位杆（205）和位置杆（206），所述防护壳（201）固定安装在承台座（102）的顶部，且安装块（202）固定安装在防护壳（201）的侧面，所述防护壳（201）的顶部为透明设计，所述监测发射器（203）固定安装在电性垂杆（204）的顶部，且电性垂杆（204）插接在防护壳（201）的内部，所述定位杆（205）转动连接在安装块（202）的内部，且位置杆（206）插接在安装块（202）的内部；接收组件（3），所述接收组件（3）包括有安装环（301）、定位座（302）、功能轮（303）、驱动电机（304）和监测接收板（305），所述安装环（301）固定安装在立杆（101）的顶部，且定位座（302）转动连接在安装环（301）的外部，所述功能轮（303）转动连接在安装环（301）的外部，且驱动电机（304）固定安装在安装环（301）的外部，所述监测接收板（305）固定安装在定位座（302）的侧面；

所述电性垂杆（204）的顶部设有旋转球（2041），且防护壳（201）的内部设有限位球套（2011），且旋转球（2041）转动连接在限位球套（2011）的内部；

所述电性垂杆（204）的底部设有配重球（2042），且配重球（2042）的重量大于电性垂杆（204）和监测发射器（203）的重量之和；

所述位置杆（206）的一端设有接触环（2061），且接触环（2061）为正圆形，电性垂杆（204）的杆体穿过接触环（2061）的环体内部；

所述位置杆（206）的另一侧设有定位块（2062），且定位块（2062）的截面形状为“T”形，安装块（202）的内部设有定位槽（2021），且定位块（2062）插接在定位槽（2021）的内部。

2.如权利要求1所述输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置，其特征在于：所述定位杆（205）的杆体外部设有螺纹，且定位杆（205）通过杆体螺纹拧接在定位块（2062）的内部。

3.如权利要求1所述输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置，其特征在于：所述功能轮（303）的一侧设有定位蜗轮（3031），且驱动电机（304）的转轴一端设有驱动蜗杆（3041），驱动蜗杆（3041）和定位蜗轮（3031）之间传动连接。

4.如权利要求3所述输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置，其特征在于：所述功能轮（303）的另一侧设有调节齿轮（3032），且定位座（302）的顶部设有调节齿条（3021），调节齿轮（3032）和调节齿条（3021）的轮齿咬合传动。

5.如权利要求2所述输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置，其特征在于：所述限位球套（2011）、旋转球（2041）、配重球（2042）和监测接收板（305）的中心位置处于同一竖直垂线上，且位置杆（206）和监测接收板（305）为平行设置，位置杆（206）的杆体与电性垂杆（204）之间互相垂直。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的输电杆塔基础土层冻胀及杆塔姿态监测装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1.将输电组件（1）安装于地面，在安装时，监测接收板（305）的使用位置能够在立杆（101）的顶部转动调节使用，以方便监测接收板（305）和监测发射器（203）的稳定对齐监测使用，当驱动电机（304）转动时，驱动电机（304）的驱动蜗杆（3041）能够通过定位蜗轮（3031）带动调节齿轮（3032）转动，从而调节齿轮（3032）在转动时能够通过调节齿条（3021）带动定位座（302）和监测接收板（305）转动改变使用位置，从而方便了监测接收板（305）和监测发射器（203）的对齐监测使用；

2.安装完成后，调节该装置报警功能的触发限度，触发双项监测组件（2）报警功能限度能够通过定位杆（205）自由调节使用，能够适应在不同土质地貌下支设输电组件（1）并进行监测使用，当转动定位杆（205）时，定位杆（205）能够通过杆体螺纹带动定位块（2062）上下移动改变使用位置，从而改变了接触环（2061）的使用位置，由于电性垂杆（204）在旋转球（2041）和限位球套（2011）的配合作用下，在承台座（102）发生姿态改变时电性垂杆（204）的运动轨迹为圆锥形，从而当接触环（2061）改变使用位置后能够改变电性垂杆（204）与接触环（2061）接触时承台座（102）的姿态，从而调节了报警功能触发限度，能够适应在不同土质地貌上进行使用；

3.双项监测组件（2）能够实现对承台座（102）安装位置附近的土质地貌进行实时监测使用，从而当土质地貌因为土层冻胀出现改变后能够自动发送报警信号提醒工作人员，在正常姿态下，在配重球（2042）的作用下电性垂杆（204）的状态为竖直向下，且电性垂杆（204）的杆体不会与接触环（2061）的环体接触，从而此时报警电路不会接通也不会发送报警信号，当承台座（102）安装位置附近的土质地貌因为土层冻胀发生改变时，此时承台座（102）的使用状态会跟随土质地貌的改变而改变，由于在配重球（2042）的作用下电性垂杆（204）的状态始终为竖直向下，但是接触环（2061）会跟随承台座（102）位置的改变而改变，从而当承台座（102）倾斜后，电性垂杆（204）的杆体会与接触环（2061）接触，从而接通报警电路并发送报警信号提醒工作人员，能够对输电组件（1）安装位置附近的土质地貌进行单独监测使用；

4.在双项监测组件（2）和接收组件（3）的配合作用下，能够实现对立杆（101）使用姿态的监测功能，电性垂杆（204）顶部的监测发射器（203）发射的监测光线能够被监测接收板（305）接收，从而根据监测接收板（305）将接收的监测位置信号传递给控制装置后，控制装置即可分析出当前立杆（101）的使用姿态，能够实时对立杆（101）的使用姿态进行监测。

Images