CN204085499U - 倾斜监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种倾斜监测装置，包括倾角监测传感器、数据发射传输装置及电源，其特征在于：所述倾角监测传感器由支架、固定于支架上的空心球体、固定于空心球体内的水平支撑板、置于水平支撑板上的球面凹槽内的旋转球体、分别固定于旋转球体上、下部的光筒和导电垂摆、设于空心球体下半球的导电内球面、设于光筒内并向光筒顶部窗口发射光线的发光二极管、设于导电垂摆下端的圆球触点、镶嵌于导电内球面上的对应圆球触点的绝缘圆垫、设于空心球体上半球内表面的光敏元件及时间继电器组成。其解决了现有杆塔倾斜监测装置监测方向单一的问题，实现了360度无死角监测，从而提高了设备运行的可靠性。

Description

倾斜监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种倾斜监测装置，适用于高压输电线路杆塔、铁塔等。

背景技术

近年来，对杆塔倾斜监测技术的研究越来越多，如CN201331339公开了一种对输电线路杆塔倾斜监测装置，CN 103162667公开了一种特高压杆塔倾斜度在线监测系统及监测方法，CN 101650175公开了一种输电线路杆塔倾斜监测装置，但都存在如下问题：上述监测装置或系统采用在杆塔上安装单轴或双轴倾角传感器的方式实现横向和纵向两个方向的监测，存在着监测死角，而杆塔倾斜方向通常受外界影响，是随机且不受控制的，因此，上述监测装置或系统的监测功能受限，影响对杆榙倾斜角度的判断，从而影响后序预警。

发明内容

    本实用新型的目的是为了提供一种解决现有杆塔倾斜监测装置监测方向单一的问题的倾斜监测装置，实现360度无死角监测，从而提高设备运行的可靠性。

本实用新型的技术方案是：

一种倾斜监测装置，包括倾角监测传感器、数据发射传输装置及电源，其特征在于：所述倾角监测传感器由支架、固定于支架上的空心球体、固定于空心球体内的水平支撑板、置于水平支撑板上的球面凹槽内的旋转球体、分别固定于旋转球体上、下部的光筒和导电垂摆、设于空心球体下半球的导电内球面、设于光筒内并向光筒顶部窗口发射光线的发光二极管、设于导电垂摆下端的圆球触点、镶嵌于导电内球面上的对应圆球触点的绝缘圆垫、设于空心球体上半球内表面的光敏元件及时间继电器组成，所述时间继电器、导电垂摆、圆球触点、导电内球面及电源形成闭合回路Ⅰ，所述时间继电器、发光二极管及电源形成闭合回路Ⅱ，所述光敏元件利用数据线与数据发射传输装置相连，所述旋转球体的球心、所述光筒、导电垂摆的中心线与空心球体的垂直方向的中轴线重合。

上述的倾斜监测装置，所述旋转球体的球心与空心球体的球心重合。

上述的倾斜监测装置，所述空心球体由分体的上、下半球组成，所述上、下半球和支架边沿分别设有环形水平外沿且利用所述环形水平外沿和均匀布置于环形水平外沿上的螺栓副连接固定，所述上、上半球的环形水平外沿的接触面上设有环形密封圈。

上述的倾斜监测装置，所述水平支撑板支撑于所述空心球体下半球的导电内球面顶部，所述球面凹槽设于水平支撑板的圆心位置且与所述旋转球体球面紧密贴合。

上述的倾斜监测装置，所述旋转球体内设有与所述光筒和导电垂摆上部连杆腔相通的空腔，所述时间继电器设于所述空腔内，以便于时间继电器分别与发光二极管和导电垂摆之间布线。

上述的倾斜监测装置，所述光敏元件由均匀的封装在所述空心球体上半球内表面的光敏电阻、由上至下均匀的间隔敷设在光敏电阻上的多根正、负电导电丝组成，所述正、负电导电丝均引向设于空心球体外表面嵌装的排线并与其电连接，所述排线输出端电连接所述数据线，以向数据发射传输装置传送电信号。

上述的倾斜监测装置，所述数据发射传输装置包括CPU及与CPU连接的GPRS无线通讯模块或CDMA无线通讯模块。

上述的倾斜监测装置，所述电源由太阳能电池板、与太阳能电池板相连接的蓄电池及充放电控制器组成。

上述的倾斜监测装置，所述支架设有与所述空心球体下半球外表面相配合的多条支撑筋。

上述的倾斜监测装置，所述导电垂摆下端开设有盲孔，所述绝缘圆垫将圆球触点顶入盲孔中，且所述盲孔底面与圆球触点之间连接有弹簧，以使绝缘圆垫与圆球触点脱离时弹簧将圆球触点顶出盲孔与导电内球面相接触导通闭合回路。

本实用新型的有益效果是：

1、倾角监测传感器中的旋转球体在杆塔直立时其下部的导电垂摆的圆球触点与空心球体下半球的导电内球面嵌装的绝缘圆垫相接触，闭合回路Ⅰ、Ⅱ均处于断路状态；但当杆塔发生倾斜时，空心球体下半球的导电内球面在空心球体支架的带动下随杆塔倾斜，而旋转球体在导电垂摆的重力作用下保持原状态，旋转球体在水平支撑板上的球面凹槽发生相对转动，则旋转球体与空心球体间发生相对转动，导电垂摆的圆球触点与绝缘圆垫分离，与导电内球面接触并接通了闭合回路Ⅰ并启动时间继电器，时间继电器经过设定时间后接点闭合，从而接通闭合回路Ⅱ，发光二极管得电发光，光束由光筒顶部窗口射向空心球体上半球内表面上的光敏元件，其照射位置处的光敏元件被导通，通过数据线向数据发射传输装置传送携带地址信息的模电信号，数据发射传输装置的CPU根据被导通的光敏元件位置换算旋转球体的相对转动角度，即得到杆塔的倾斜角度，并通过无线通讯模块发射到用户，实现监测、预警功能；

2、由于杆塔无论向哪个方向倾斜，旋转球体的球体结构和导电垂摆都会保证其与空心球体发生相对转动，均能导通空心球体上相对应的光敏元件，均可测得旋转球体的相对转动角度，即得到杆塔的倾斜角度，实现了对杆塔360度无死角监测，与现有监测装置相比，能够及时有效的发送预警信息，显著提高了监测装置的可靠性；

3、由于采用了时间继电器，有效的避免了杆塔震动带来的装置发生误报的情况，进一步提高了监测装置的可靠性；

4、全方位可靠的监测功能减少了大量的停电检修和带电检修工作量，减少了因年度计划预试小修而造成的重复性停电，可以在不停电状态下，进行输电线路监测，一般情况下，每条输电线路每年可多供电量约数千万千瓦时，节约了巡线的差旅、台班费约几十万元。同时极大的减轻了巡线人员的劳动强度，减少了发生人身事故的机率，原来的巡视，需要人员定时到线路进行，且输电线路都在地质条件比较恶劣的地方，本实用新型减少了人员定时巡视的需要，对确保人身安全和设备安全十分有利；

5、 能够发现人工很难用肉眼观察到的杆塔倾斜微小变化，帮助运行部门及早发现隐患，及时排除故障，从而提高输电线路运行的可靠性。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A部放大结构示意图。

图3是图1中B部放大结构示意图。

图4是图1中C部放大结构示意图。

图5是本实用新型的光敏元件的布置结构示意图。

图中序号说明：1数据发射传输装置、2数据线、3排线、4空心球体、5光敏元件、501光敏电阻、502正电导电丝、503负电导电丝、6发光二极管、7光筒、8时间继电器、9水平支撑板、901球面凹槽、10环形水平外沿、11支架、12支撑筋、13导电内球面、14导电垂摆、15旋转球体、16太阳能电池板、17蓄电池、18弹簧、19圆球触点、20绝缘圆垫、21螺栓副、22环形密封圈。

具体实施方式

如图所示，该倾斜监测装置，包括倾角监测传感器、数据发射传输装置1及电源，其中，所述倾角监测传感器由支架11、固定于支架11上的空心球体4、固定于空心球体4内的水平支撑板9、置于水平支撑板9上的球面凹槽901内的旋转球体15、分别固定于旋转球体15上、下部的光筒7和导电垂摆14、设于空心球体4下半球的导电内球面13、设于光筒7内并向光筒顶部窗口发射光线的发光二极管6、设于导电垂摆14下端的圆球触点19、镶嵌于导电内球面13上的对应圆球触点19的绝缘圆垫20、设于空心球体4上半球内表面的光敏元件5及时间继电器8组成。所述空心球体4由分体的上、下半球组成，所述上、下半球和支架11边沿分别设有环形水平外沿10且利用所述环形水平外沿10和均匀布置于环形水平外沿10上的螺栓副21连接固定，所述上、上半球的环形水平外沿10的接触面上设有环形密封圈22，以保证空心球体的密闭性，防止雨水等进入。所述水平支撑板9支撑于所述空心球体4下半球的导电内球面13顶部，球面凹槽901设于水平支撑板9的圆心位置且与所述旋转球体15球面紧密贴合，并保证相对转动。所述支架11设有与所述空心球体4下半球外表面相配合的多条支撑筋12。所述旋转球体15的球心、所述光筒7、导电垂摆14的中心线与空心球体4的垂直方向的中轴线重合，本实施例中，所述旋转球体15的球心与空心球体4的球心重合。

所述时间继电器8、导电垂摆14、圆球触点19、导电内球面13及电源形成闭合回路Ⅰ，所述时间继电器8、发光二极管6及电源形成闭合回路Ⅱ，为便于时间继电器8分别与发光二极管6和导电垂摆14之间布线，所述旋转球体15内设有与所述光筒7和导电垂摆14上部连杆腔相通的空腔，所述时间继电器8设于所述空腔内。所述导电垂摆14下端开设有盲孔，所述绝缘圆垫20将圆球触点19顶入盲孔中，且所述盲孔底面与圆球触点19之间连接有弹簧18，以使绝缘圆垫20与圆球触点19脱离时弹簧18将圆球触点19顶出盲孔与导电内球面13相接触导通闭合回路。所述光敏元件5利用数据线2与数据发射传输装置1相连。所述光敏元件5由均匀的封装在所述空心球体4上半球内表面的光敏电阻501、由上至下均匀的间隔敷设在光敏电阻501上的多根正、负电导电丝502、503组成，各个所述正、负电导电丝502、503引向嵌装于空心球体4外表面的排线3并与其电连接，所述排线3输出端电连接所述数据线2，以向数据发射传输装置1传送电信号。所述正、负电导电丝502、503相间嵌装在空心球体4内壁上，用以标示倾斜角度。本实施例中，相邻的正、负电导电丝502、503相距0.025cm，代表倾斜0.1度。

所述数据发射传输装置1包括CPU及与CPU连接的GPRS无线通讯模块或CDMA无线通讯模块。本实施例中采用GPRS无线通讯模块，即SIM900A短信模块，此模块支持移动GSM，联通GPRS信号；SIM900A模块中SIM卡插卡槽可根据用户需要使用联通或移动的SIM卡；SIM900A模块中天线接口可使用800M-1100M天线；SIM900A模块通过串口（UART1)与CUP连接，当监测到倾斜故障时，CUP命令短信模块发出相关信息通知用户。只要有GPRS通讯网络的地方均可使用、不用自建、维护通讯网络，通讯距离不受限制。本实施例中采用太阳能供电方式，所述电源由太阳能电池板16、与太阳能电池板16相连接的蓄电池17及充放电控制器组成。有阳光时，由太阳能电池板16供电并对蓄电池17充电，蓄电池17在无阳光情况下供电时间在30天以上，使用寿命为5年以上。

本实施例中，旋转球体15的直径为10cm，空心球体4的直径为30cm，水平支撑板9的厚度为2cm，光筒7顶部窗口直径为0.05cm，导电垂摆14的直径为5cm，圆球触点19的直径为1cm，绝缘圆垫20的直径为0.5cm。

使用时，在一个监测点杆塔类设备上安装1台监测装置，将支架11固定在杆塔中心线上，离地面一定高度，位于杆塔类设备 2/3 高度处和杆塔类设备顶端。

Claims (10)

1.一种倾斜监测装置，包括倾角监测传感器、数据发射传输装置及电源，其特征在于：所述倾角监测传感器由支架、固定于支架上的空心球体、固定于空心球体内的水平支撑板、置于水平支撑板上的球面凹槽内的旋转球体、分别固定于旋转球体上、下部的光筒和导电垂摆、设于空心球体下半球的导电内球面、设于光筒内并向光筒顶部窗口发射光线的发光二极管、设于导电垂摆下端的圆球触点、镶嵌于导电内球面上的对应圆球触点的绝缘圆垫、设于空心球体上半球内表面的光敏元件及时间继电器组成，所述时间继电器、导电垂摆、圆球触点、导电内球面及电源形成闭合回路Ⅰ，所述时间继电器、发光二极管及电源形成闭合回路Ⅱ，所述光敏元件利用数据线与数据发射传输装置相连，所述旋转球体的球心、所述光筒、导电垂摆的中心线与空心球体的垂直方向的中轴线重合。

2.据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述旋转球体的球心与空心球体的球心重合。

3.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述空心球体由分体的上、下半球组成，所述上、下半球和支架边沿分别设有环形水平外沿且利用所述环形水平外沿和均匀布置于环形水平外沿上的螺栓副连接固定，所述上、上半球的环形水平外沿的接触面上设有环形密封圈。

4.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述水平支撑板支撑于所述空心球体下半球的导电内球面顶部，所述球面凹槽设于水平支撑板的圆心位置且与所述旋转球体球面紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述旋转球体内设有与所述光筒和导电垂摆上部连杆腔相通的空腔，所述时间继电器设于所述空腔内，以便于时间继电器分别与发光二极管和导电垂摆之间布线。

6.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述光敏元件由均匀的封装在所述空心球体上半球内表面的光敏电阻、由上至下均匀的间隔敷设在光敏电阻上的多根正、负电导电丝组成，所述正、负电导电丝均引向设于空心球体外表面嵌装的排线并与其电连接，所述排线输出端电连接所述数据线。

7.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述数据发射传输装置包括CPU及与CPU连接的GPRS无线通讯模块或CDMA无线通讯模块。

8.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述电源由太阳能电池板、与太阳能电池板相连接的蓄电池及充放电控制器组成。

9.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述支架设有与所述空心球体下半球外表面相配合的多条支撑筋。

10.根据权利要求1所述的倾斜监测装置，其特征在于：所述导电垂摆下端开设有盲孔，所述绝缘圆垫将圆球触点顶入盲孔中，且所述盲孔底面与圆球触点之间连接有弹簧。