CN207717076U - 输电线路杆塔的倾斜监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够及时发现杆塔倾斜隐患的输电线路杆塔的倾斜监测装置。该装置包括前盖板、后盖板、环形边框，前盖板、后盖板、环形边框共同围成一个密闭的壳体，壳体内设置有由挂杆，挂杆的中部套设有导电的金属环，壳体内设置有导电的金属线，金属环的上端固定在金属环上，金属线的下端固定有绝缘材料制成的坠物，壳体内还设置有导电的金属圆环，金属线位于金属圆环内，壳体内设电源控制模块和数据控制模块，该检测装置能够及时发现杆塔倾斜隐患，提醒工作人员及时处理，避免发生杆塔倾倒事故。适合在输电线路监测设备领域推广应用。

Description

输电线路杆塔的倾斜监测装置

技术领域

本实用新型属于输电线路监测设备领域，具体涉及一种输电线路杆塔的倾斜监测装置。

背景技术

由于电网中输电线路所处环境的不确定性，一些输电线路杆塔处在采空区和易冲刷地段，或是在雨雪天输电线路结冰都容易造成输电线杆塔倾倒，杆塔倾倒容易引起倒杆断线事故的发生，为防止由于杆塔倾倒而引起倒杆断线事故的发生，就需要及时掌握杆塔倾斜发展情况，以便及时采取相应的措施。传统的输电线路杆塔倾斜检查主要依靠运行人员进行周期性地巡视，虽能发现安全隐患，但由于本身的局限性，缺乏在线实时监测的技术手段，在巡视真空期难以及时掌握线路杆塔倾斜的状况，极易导致线路事故的发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够及时发现杆塔倾斜隐患的输电线路杆塔的倾斜监测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：该输电线路杆塔的倾斜监测装置，包括前盖板、后盖板、环形边框，所述环形边框设置在前盖板与后盖板之间，所述前盖板、后盖板、环形边框共同围成一个密闭的壳体，所述壳体内设置有由绝缘材料制成的挂杆，所述绝缘挂杆的两端分别固定在前盖板和后盖板上，所述挂杆的两端分别套设有绝缘板，所述挂杆的中部套设有导电的金属环，所述金属环位于两块绝缘板之间，所述金属环绕挂杆自由转动，所述壳体内设置有导电的金属线，所述金属线的上端固定在金属环上，金属线的下端固定有绝缘材料制成的坠物，所述壳体内还设置有导电的金属圆环，所述金属圆环通过多个绝缘杆固定在前盖板、后盖板、环形边框上，所述金属线位于金属圆环内，在初始状态时，所述金属线位于金属圆环的中心，当坠物左右摆动的角度大于一定角度后，金属线与金属圆环相接触，所述壳体内设电源控制模块和数据控制模块，所述壳体外设置有风力发电系统、太阳能发电系统，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；所述电源控制模块包括电源控制芯片、第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池、第二蓄电池分别与电源控制芯片相连；所述第一蓄电池的正极与金属环通过电线相连，所述金属圆环与第一蓄电池的负极相连；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、电流传感器，所述电流传感器用于检测金属线的电流大小，所述通讯模块、电流传感器分别与控制单元相连，所述第二蓄电池与控制单元电连接，还包括远程监控终端与报警器，所述远程监控终端与通讯模块无线连接，所述报警器与远程监控终端相连。

进一步的是，所述控制单元为STM32F103RF单片机。

进一步的是，所述通讯模块为GSM模块。

进一步的是，所述数据控制模块还包括定位模块，所述定位模块与控制单元相连。

进一步的是，所述定位模块为GPS定位芯片。

进一步的是，所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无级泄能电路。

进一步的是，所述无级泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R1、NMOS管Q、电阻R2，所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R1的一端相连，电阻R2的另一端与NMOS管Q的漏级相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源级相连。

进一步的是，所述太阳能发电系统包括依次相连的光伏电池组件、直流汇流箱、直流配电柜，所述光伏电池组件包括托板，所述托板上安装有太阳能电池板，所述托板的外表面的下端设置有第一L形卡板，所述第一L形卡板与托板共同围成第一卡槽，所述托板外表面的上端设置有第二L形卡板，所述第二L形卡板与托板共同围成第二卡槽，太阳能电池板的上下两端分别卡在第一卡槽与第二卡槽内，所述太阳能电池板的上方设置有挡雨装置。

进一步的是，所述挡雨装置包括挡雨布、第一转轴、第二转轴、第一卷筒、第二卷筒、第一拉绳、第二拉绳、第一驱动电机、第二驱动电机、两个第一支撑立柱、两个第二支撑立柱，两个第一支撑立柱分别固定在第一L形卡板的两端，两个第一支撑立柱互相平行且与太阳能电池板互相垂直，第一转轴的两端分别通过轴承固定在两个第一支撑立柱的上端，所述第一卷筒套设在第一转轴上，所述第一驱动电机固定在第一L形卡板上，且第一转轴的一端与第一驱动电机的输出轴通过传动机构连接，两个第二支撑立柱分别固定在第二L形卡板的两端，第二转轴的两端分别通过轴承固定在两个第二支撑立柱的上端，所述第二卷筒套设在第一转轴上，所述第二驱动电机固定在第二L形卡板上，且第二转轴的一端与第二驱动电机的输出轴通过传动机构连接，所述挡雨布的一端缠绕在第一卷筒上，第一拉绳的一端、第二拉绳的一端固定在挡雨板的另一端，第一拉绳的另一端、第二拉绳的另一端缠绕在第二卷筒上。

本实用新型的有益效果是：该输电线路杆塔的倾斜监测装置在使用时只需将该装置安装在需要监测的输电线路杆塔上即可，在安装前需检查杆塔是否发生倾倒，若发现杆塔有倾倒现象，则将其调整竖直后再安装该监测装置，在安装时只需将后盖板固定在杆塔上并使得金属线位于金属线位于金属圆环的中心即可，若杆塔由于外力因素沿某一方向发生倾斜后，由于重力方向始终不变，因此，金属线在坠物的作用下始终竖直向下，而壳体是固定在杆塔上会随着杆塔发生倾斜，壳体发生倾斜后，金属线会向金属圆环靠近，当杆塔倾斜的角度大于一定数值后，便认为杆塔存在倾斜隐患需及时处理，此时金属线与金属圆环接触，该监测装置可以监测360度任意方向的倾倒情况，一个杆塔上只需安装一个监测装置即可，当金属线与金属圆环接触后，第一蓄电池、金属环、金属线、金属圆环、第一蓄电池会形成一个闭合回路，金属线上有电流流过，此时电流传感器检测到金属线上有电流流过后，将其检测到的电流信息发送给控制单元，控制单元接收到电流信息后通过通讯模块向远处监控终端发送警示信号，远处监控终端接收到警示信号后给报警器发出报警信号，能够及时发现杆塔倾斜隐患，提醒工作人员及时处理，避免发生杆塔倾倒事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述输电线路杆塔的倾斜监测装置的结构示意图；

图2是图1的A-A向视图；

图3是图1的B-B向视图；

图4是本实用新型所述输电线路杆塔的倾斜监测装置的系统结构图；

图5是本实用新型所述无级泄能电路的结构图；

图6是本实用新型所述光伏电池组件的结构示意图；

图7是本实用新型所述挡雨布的结构示意图；

附图标记说明：前盖板1、后盖板2、环形边框3、挂杆4、绝缘板5、金属环6、金属线7、坠物8、金属圆环9、绝缘杆10、托板14、太阳能电池板16、第一L形卡板17、第一卡槽18、第二L形卡板19、第二卡槽20、挡雨装置21、挡雨布2101、第一转轴2102、第二转轴2103、第一卷筒2104、第二卷筒2105、第一拉绳2106、第二拉绳2107、第一驱动电机2108、第二驱动电机2109、第一支撑立柱2110、第二支撑立柱2111。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至5所示，该输电线路杆塔的倾斜监测装置，包括前盖板1、后盖板2、环形边框3，所述环形边框3设置在前盖板1与后盖板2之间，所述前盖板1、后盖板2、环形边框3共同围成一个密闭的壳体，所述壳体内设置有由绝缘材料制成的挂杆4，所述绝缘挂杆4的两端分别固定在前盖板1和后盖板2上，所述挂杆4的两端分别套设有绝缘板5，所述挂杆4的中部套设有导电的金属环6，所述金属环6位于两块绝缘板5之间，所述金属环6绕挂杆4自由转动，所述壳体内设置有导电的金属线7，所述金属线7的上端固定在金属环6上，金属线7的下端固定有绝缘材料制成的坠物8，所述壳体内还设置有导电的金属圆环9，所述金属圆环9通过多个绝缘杆10固定在前盖板1、后盖板2、环形边框3上，所述金属线7位于金属圆环9内，在初始状态时，所述金属线7位于金属圆环9的中心，当坠物8左右摆动的角度大于一定角度后，金属线7与金属圆环9相接触，所述壳体内设电源控制模块和数据控制模块，所述壳体外设置有风力发电系统、太阳能发电系统，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；所述电源控制模块包括电源控制芯片、第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池、第二蓄电池分别与电源控制芯片相连；所述第一蓄电池的正极与金属环6通过电线相连，所述金属圆环9与第一蓄电池的负极相连；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、电流传感器，所述电流传感器用于检测金属线7的电流大小，所述通讯模块、电流传感器分别与控制单元相连，所述第二蓄电池与控制单元电连接，还包括远程监控终端与报警器，所述远程监控终端与通讯模块无线连接，所述报警器与远程监控终端相连。该输电线路杆塔的倾斜监测装置在使用时只需将该装置安装在需要监测的输电线路杆塔上即可，在安装前需检查杆塔是否发生倾倒，若发现杆塔有倾倒现象，则将其调整竖直后再安装该监测装置，在安装时只需将后盖板2固定在杆塔上并使得金属线7位于金属线7位于金属圆环9的中心即可，若杆塔由于外力因素沿某一方向发生倾斜后，由于重力方向始终不变，因此，金属线7在坠物8的作用下始终竖直向下，而壳体是固定在杆塔上会随着杆塔发生倾斜，壳体发生倾斜后，金属线7会向金属圆环9靠近，当杆塔倾斜的角度大于一定数值后，便认为杆塔存在倾斜隐患需及时处理，此时金属线7与金属圆环9接触，该监测装置可以监测360度任意方向的倾倒情况，一个杆塔上只需安装一个监测装置即可，当金属线7与金属圆环9接触后，第一蓄电池、金属环6、金属线7、金属圆环9、第一蓄电池会形成一个闭合回路，金属线7上有电流流过，此时电流传感器检测到金属线7上有电流流过后，将其检测到的电流信息发送给控制单元，控制单元接收到电流信息后通过通讯模块向远处监控终端发送警示信号，远处监控终端接收到警示信号后给报警器发出报警信号，能够及时发现杆塔倾斜隐患，提醒工作人员及时处理，避免发生杆塔倾倒事故。

为了使控制效果较好，所述控制单元为STM32F103RF单片机。所述通讯模块为GSM模块。为了保证电能变换控制效果，所述电源控制芯片为STM32L151控制芯片。

为了使维修人员能够快速找到需要维修的杆塔，所述数据控制模块还包括定位模块，所述定位模块与控制单元相连。维修人员可以根据定位模块发出的定位信息确定需要维修的杆塔的位置，大大方便了维修人员。为了保证定位精度，所述定位模块为GPS定位芯片。

另外，所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无级泄能电路。通过在风力发电系统与电源控制模块之间设置无级泄能电路，该无级泄能电路会根据风能的功率输入情况和后级电路输入端电压的大小自动判断是否需要作泄能处理，防止风机叶片转速过快导致风能发电过饱引起输出电压明显上升的情况发生，从而避免引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件，保证用于输电线路的智能数据控制器不被烧毁。如图6所示，所述无级泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R1、NMOS管Q、电阻R2，所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R1的一端相连，电阻R2的另一端与NMOS管Q的漏级相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源级相连。若风机输入端VIN超过一定限制，则二极管U会被击穿导通，大功率NMOS管Q导通，使风机输入端VIN通过大功率电阻R1放电，消耗电能，若输入端VIN电压越高，NMOS管Q的导通性越高，泄能越快，即输入越强，耗能越强，输入弱，耗能就减小，无级的对风机的输入进行保护、泄能。

另外，所述太阳能发电系统包括依次相连的光伏电池组件、直流汇流箱、直流配电柜，如图6、7所示，所述光伏电池组件包括安装底座13，所述安装底座13上设置有托板14，托板14的下端通过铰接结构固定在安装底座13上，安装底座13上设置有用于支撑托板14的顶杆结构15，所述托板14上安装有太阳能电池板16，所述托板14的外表面的下端设置有第一L形卡板17，所述第一L形卡板17与托板14共同围成第一卡槽18，所述托板14外表面的上端设置有第二L形卡板19，所述第二L形卡板19与托板14共同围成第二卡槽20，太阳能电池板16的上下两端分别卡在第一卡槽18与第二卡槽20内，所述太阳能电池板16的上方设置有挡雨装置21。通过在太阳能电池板16的上方设置有挡雨装置21，在下雨天，可以利用挡雨装置21将太阳能电池板16遮住，避免雨水直接滴落在太阳能电池板16表面，也就避免了在太阳能电池板16表面形成泥点，不会对太阳能电池板16的转换效率造成影响，可以大大延长太阳能电池板16的使用寿命。

进一步的是，所述挡雨装置21包括挡雨布2101、第一转轴2102、第二转轴2103、第一卷筒2104、第二卷筒2105、第一拉绳2106、第二拉绳2107、第一驱动电机2108、第二驱动电机2109、两个第一支撑立柱2110、两个第二支撑立柱2111，两个第一支撑立柱2110分别固定在第一L形卡板17的两端，两个第一支撑立柱2110互相平行且与太阳能电池板16互相垂直，第一转轴2102的两端分别通过轴承固定在两个第一支撑立柱2110的上端，所述第一卷筒2104套设在第一转轴2102上，所述第一驱动电机2108固定在第一L形卡板17上，且第一转轴2102的一端与第一驱动电机2108的输出轴通过传动机构连接，两个第二支撑立柱2111分别固定在第二L形卡板19的两端，第二转轴2103的两端分别通过轴承固定在两个第二支撑立柱2111的上端，所述第二卷筒2105套设在第一转轴2102上，所述第二驱动电机2109固定在第二L形卡板19上，且第二转轴2103的一端与第二驱动电机2109的输出轴通过传动机构连接，所述挡雨布2101的一端缠绕在第一卷筒2104上，第一拉绳2106的一端、第二拉绳2107的一端固定在挡雨布2101的另一端，第一拉绳2106的另一端、第二拉绳2107的另一端缠绕在第二卷筒2105上。该挡雨装置21的工作过程如下：在晴朗的天气，启动第一驱动电机2108，第一驱动电机2108转动从而带动第一转轴2102转动，第一转轴2102转动会带动第一卷筒2104转动，第一卷筒2104转动使得挡雨布2101逐渐全部缠绕在第一卷筒2104上，当挡雨布2101不遮挡太阳能电池板16时，第一驱动电机2108停止工作，此时，太阳能电池板16完全暴露在阳光下，从而进行正常的发电，在下雨天，驱动第二驱动电机2109，第二驱动电机2109转轴从而带动第二转轴2103转动，第二转轴2103转动会带动第二卷筒2105转动，第二卷筒2105转动先使得第一拉绳2106、第二拉绳2107逐渐缠绕在第二卷筒2105上，由于第一拉绳2106的一端、第二拉绳2107的一端固定在挡雨布2101的另一端，第一拉绳2106、第二拉绳2107移动时会带动挡雨布2101移动，挡雨布2101在移动的过程中逐渐将太阳能电池板16覆盖住，从而避免雨水滴落在太阳能电池板16表面。

Claims (9)

1.输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：包括前盖板(1)、后盖板(2)、环形边框(3)，所述环形边框(3)设置在前盖板(1)与后盖板(2)之间，所述前盖板(1)、后盖板(2)、环形边框(3)共同围成一个密闭的壳体，所述壳体内设置有由绝缘材料制成的挂杆(4)，所述绝缘挂杆(4)的两端分别固定在前盖板(1)和后盖板(2)上，所述挂杆(4)的两端分别套设有绝缘板(5)，所述挂杆(4)的中部套设有导电的金属环(6)，所述金属环(6)位于两块绝缘板(5)之间，所述金属环(6)绕挂杆(4)自由转动，所述壳体内设置有导电的金属线(7)，所述金属线(7)的上端固定在金属环(6)上，金属线(7)的下端固定有绝缘材料制成的坠物(8)，所述壳体内还设置有导电的金属圆环(9)，所述金属圆环(9)通过多个绝缘杆(10)固定在前盖板(1)、后盖板(2)、环形边框(3)上，所述金属线(7)位于金属圆环(9)内，在初始状态时，所述金属线(7)位于金属圆环(9)的中心，当坠物(8)左右摆动的角度大于一定角度后，金属线(7)与金属圆环(9)相接触，所述壳体内设电源控制模块和数据控制模块，所述壳体外设置有风力发电系统、太阳能发电系统，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；所述电源控制模块包括电源控制芯片、第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池、第二蓄电池分别与电源控制芯片相连；所述第一蓄电池的正极与金属环(6)通过电线相连，所述金属圆环(9)与第一蓄电池的负极相连；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、电流传感器，所述电流传感器用于检测金属线(7)的电流大小，所述通讯模块、电流传感器分别与控制单元相连，所述第二蓄电池与控制单元电连接，还包括远程监控终端与报警器，所述远程监控终端与通讯模块无线连接，所述报警器与远程监控终端相连。

2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述控制单元为STM32F103RF单片机。

3.根据权利要求2所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述通讯模块为GSM模块。

4.根据权利要求3所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述数据控制模块还包括定位模块，所述定位模块与控制单元相连。

5.根据权利要求4所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述定位模块为GPS定位芯片。

6.根据权利要求1所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无级泄能电路。

7.根据权利要求6所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述无级泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R1、NMOS管Q、电阻R2，所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R1的一端相连，电阻R2的另一端与NMOS管Q的漏级相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源级相连。

8.根据权利要求1所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述太阳能发电系统包括依次相连的光伏电池组件、直流汇流箱、直流配电柜，所述光伏电池组件包括托板(14)，所述托板(14)上安装有太阳能电池板(16)，所述托板(14)的外表面的下端设置有第一L形卡板(17)，所述第一L形卡板(17)与托板(14)共同围成第一卡槽(18)，所述托板(14)外表面的上端设置有第二L形卡板(19)，所述第二L形卡板(19)与托板(14)共同围成第二卡槽(20)，太阳能电池板(16)的上下两端分别卡在第一卡槽(18)与第二卡槽(20)内，所述太阳能电池板(16)的上方设置有挡雨装置(21)。

9.如权利要求8所述的输电线路杆塔的倾斜监测装置，其特征在于：所述挡雨装置(21)包括挡雨布(2101)、第一转轴(2102)、第二转轴(2103)、第一卷筒(2104)、第二卷筒(2105)、第一拉绳(2106)、第二拉绳(2107)、第一驱动电机(2108)、第二驱动电机(2109)、两个第一支撑立柱(2110)、两个第二支撑立柱(2111)，两个第一支撑立柱(2110)分别固定在第一L形卡板(17)的两端，两个第一支撑立柱(2110)互相平行且与太阳能电池板(16)互相垂直，第一转轴(2102)的两端分别通过轴承固定在两个第一支撑立柱(2110)的上端，所述第一卷筒(2104)套设在第一转轴(2102)上，所述第一驱动电机(2108)固定在第一L形卡板(17)上，且第一转轴(2102)的一端与第一驱动电机(2108)的输出轴通过传动机构连接，两个第二支撑立柱(2111)分别固定在第二L形卡板(19)的两端，第二转轴(2103)的两端分别通过轴承固定在两个第二支撑立柱(2111)的上端，所述第二卷筒(2105)套设在第一转轴(2102)上，所述第二驱动电机(2109)固定在第二L形卡板(19)上，且第二转轴(2103)的一端与第二驱动电机(2109)的输出轴通过传动机构连接，所述挡雨布(2101)的一端缠绕在第一卷筒(2104)上，第一拉绳(2106)的一端、第二拉绳(2107)的一端固定在挡雨布(2101)的另一端，第一拉绳(2106)的另一端、第二拉绳(2107)的另一端缠绕在第二卷筒(2105)上。