CN207866232U - 一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种监测装置，特别涉及一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，包括倾角传感器、应变分析仪、数据传输装置、供电装置，所述倾角传感器固定在电力杆塔的基础上，所述应变分析仪、数据传输装置、供电装置安装在杆塔上，所述倾角传感器与应变分析仪连接，所述应变分析仪与数据传输装置连接并通过数据传输装置将信息发送到基站服务器，所述供电装置为应变分析仪、数据传输装置进行供电。本实用新型提供一种可靠的、安装简单的、高精度的电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，本装置基于基础面的倾角监测与远程数据传输技术，实现杆塔基础非均匀沉降状态的实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测装置，特别涉及一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置。
背景技术
电力杆塔基础易受地质灾害的影响，塔位周围土体轻微垮塌会导致杆塔基础的抗拔承载力和地基土水平抗力严重下降，杆塔基础进而产生不均匀沉降，塔身构件随之产生附加应力，严重威胁到电力杆塔基础的正常运行。为了保证输电线路的正常运行，需要定期对线路及杆塔进行巡查，目前我国输电线路的巡查主要靠人工定期巡视，但山区输电线路杆塔多位于陡峭地形、山顶或半山腰上，给巡视工作带来极大的困难。
传统的杆塔基础不均匀沉降监控方法是利用精密水准测量的方法测量杆塔基础的垂直位移，该法是人工间断监测，效率低且数据处理滞后，而且很难获取到极端天气和变形加剧时的数据，而这些数据却往往是急需了解的。
实用新型内容
本实用新型为克服上述困难，解决杆塔基础沉降监测难的问题，提供一种可靠的、安装简单的、高精度的电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，本装置基于基础面的倾角监测与远程数据传输技术，实现杆塔基础非均匀沉降状态的实时监测。
本实用新型的技术方案为：一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，包括倾角传感器、应变分析仪、数据传输装置、供电装置，所述倾角传感器固定在电力杆塔的基础上，所述应变分析仪、数据传输装置、供电装置安装在杆塔上，所述倾角传感器与应变分析仪连接，所述应变分析仪与数据传输装置连接并通过数据传输装置将信息发送到基站服务器，所述供电装置为应变分析仪、数据传输装置进行供电。
当倾角传感器测量到电力杆塔的基础倾角变化时，将数据传输到应变分析仪进行分析，应变分析仪可实时获取所述倾角传感器的倾角变化信息，并通过数据传输装置发送到基站的服务器中。
优选地，倾角传感器为电阻式倾角传感器，对应配套的应变分析仪为电阻应变分析仪；电阻式倾角传感器设有两个，两个电阻式倾角传感器呈正交分布；电阻式倾角传感器通过打孔固定或挖槽埋入的方式固定于电力杆塔的基础上，电阻式倾角传感器与电阻应变分析仪通过带有屏蔽层的信号传输线连接。
电阻式倾角传感器包含一个壳体、两枚电阻应变片、两个弹性元件、一个重球、绝缘填充油及信号引出线，所述两个弹性元件的一端分别与壳体的一端固定，两个弹性元件的另一端与在壳体中部的重球相连接，两枚电阻应变片分别粘贴于两个弹性元件表面，所述绝缘填充油对壳体进行填充，所述信号引出线便于电阻式倾角传感器与其他设备之间相连接。
电阻式倾角传感器结构中，重球在壳体中可受到重力及弹性元件的牵引作用仅在电阻式倾角传感器的轴线方向运动，因此两个弹性元件只能在电阻式倾角传感器的轴向产生形变；弹性元件发生形变时，可同步带动粘贴在其表面的电阻应变片发生形变，引起电阻应变片电阻值的改变；绝缘填充油起到保护电阻应变片及润滑壳体内壁的作用。
当输电线路的杆塔基础发生不均匀沉降时，电阻式倾角传感器中的重球在重力的作用下就向着更低一侧偏移，使得重球一侧的弹性元件受到拉伸、另一侧的弹性元件受到压缩，同时带动两枚电阻应变片的电阻值向着相反的方向偏移；杆塔基础非均匀沉降越严重，重球偏移量越大，电阻应变片的电阻值变化量也就越大。
通过在实验室标定的电阻应变片的电阻值变化量差值与倾角之间的关系，就可以计算得到杆塔基础的倾斜角度，进而通过杆塔基础的各塔脚之间的水平距离计算得到该杆塔基础在两个电阻式倾角传感器轴线方向上的非均匀沉降位移变化量及综合非均匀沉降位移变化量，具体计算方法如下:
1)对于每一个电阻式倾角传感器，实验室标定出其内部两枚电阻应变片的电阻值变化量差值ΔΩ与倾角α之间的传感器解调系数K，ΔΩ＝Kα；
2)当发生杆塔倾斜时，ΔΩ会发生变化，由上述公式可以计算出倾角α的值，假设相邻两个杆塔塔脚的水平距离为L，那么在某一个电阻式倾角传感器方向上的非均匀沉降变化位移为
3)如果将两个传感器的轴线方向分别设为x、y方向，对应的电阻值变化量差值分别记为Δλx、Δλy，传感器解调系数分别为Kx、Ky，计算出倾角分别为αx、αy，那么综合非均匀沉降变化位移为：
其中，L的单位为mm，αx、αy的单位为rad，ΔΩx、ΔΩy的单位为Ω，Kx、Ky的单位为Ω/rad。
优选地，数据传输装置包括路由器，路由器采用无线传输方式将从应变分析仪接收的信息发送给基站的服务器。采用无线传输方式可以降低电力杆塔上的电力干扰，增强数据传输的抗干扰能力，使数据能准确地传输到基站的服务器上实现实时监测。
优选地，供电装置包括太阳能充电板，所述太阳能充电板可以为数据传输装置和分析应变仪提供充足的电力，同时节约资源。
本实用新型的有益效果是；本实用新型可以实时监测杆塔基础的沉降量信息、远程传输数据至服务器，大大提高了工作效率，为掌握不均匀沉降发展趋势提供了便利，提高了输电线路运行的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型在实施例1中的示意图；
图2是电阻式倾角传感器的结构图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1和图2所示，本实用新型包括两个电阻式倾角传感器1、电阻应变分析仪2、数据传输装置3以及供电装置4。所述电阻应变分析仪2、数据传输装置3以及供电装置4安装在杆塔上，所述电阻式倾角传感器1可以通过打孔固定、挖槽埋入等方式固定于电力杆塔的基础上；电阻式倾角传感器1与电阻应变分析仪2通过带有屏蔽层的信号传输线连接；两个电阻式倾角传感器1呈正交分布。所述电阻式倾角传感器1包含一个壳体101、两枚电阻应变片102、两个弹性元件103、一个重球104、绝缘填充油及信号引出线105，两个弹性元件103的一端分别与壳体101的一端固定，两个弹性元件103的另一端与在壳体101中部的重球104相连接，两枚电阻应变片102粘贴于弹性元件103表面，绝缘填充油对壳体101进行填充，信号引出线105便于电阻式倾角传感器1与其他设备之间相连接。
所述电阻式倾角传感器1的结构中，可以设计尺寸使重球104仅能够在壳体101轴线方向受到重力及弹性元件103的牵引作用来回运动，而不会在垂直于轴线的面内摆动，因此两个弹性元件103也只能在电阻式倾角传感器1的轴向产生形变；当弹性元件103发生形变时，可同步带动粘贴在其表面的电阻应变片102发生形变，引起电阻应变片102电阻值的改变；绝缘填充油起到保护电阻应变片及润滑壳体101内壁的作用。
供电装置4可为电阻应变分析仪2及数据传输装置3提供电力，电阻应变分析仪2可实时获取所述电阻式倾角传感器1的电阻值信息，并通过数据传输装置3发送到基站的服务器中。
当输电线路的杆塔基础发生不均匀沉降时，电阻式倾角传感器1中的重球104在重力的作用下就向着更低一侧偏移，使得重球104一侧的弹性元件103受到拉伸、另一侧的弹性元件103受到压缩，同时带动两枚电阻应变片102的电阻值向着相反的方向偏移；杆塔基础非均匀沉降越严重，重球104偏移量越大，电阻应变片102的电阻值变化量也就越大。
通过在实验室标定的电阻应变片102的电阻值变化量差值与倾角之间的关系，就可以计算得到杆塔基础的倾斜角度，进而通过杆塔基础的各塔脚之间的水平距离计算得到该杆塔基础在两个电阻式倾角传感器1轴线方向上的非均匀沉降位移变化量及综合非均匀沉降位移变化量，具体计算方法如下:
1)对于每一个电阻式倾角传感器1，实验室标定出其内部两枚电阻应变片102的电阻值变化量差值ΔΩ与倾角α之间的传感器解调系数K，ΔΩ＝Kα；
2)当发生杆塔倾斜时，ΔΩ会发生变化，由上述公式可以计算出倾角α的值，假设相邻两个杆塔塔脚的水平距离为L，那么在某一个电阻式倾角传感器1方向上的非均匀沉降变化位移为
3)如果将两个电阻式倾角传感器1的轴线方向分别设为x、y方向，对应的电阻值变化量差值分别记为Δλx、Δλy，传感器解调系数分别为Kx、Ky，计算出倾角分别为αx、αy，那么综合非均匀沉降变化位移为：
其中，L的单位为mm，αx、αy的单位为rad，ΔΩx、ΔΩy的单位为Ω，
Kx、Ky的单位为Ω/rad。
其中，数据传输装置3包括路由器，路由器采用无线传输方式将从电阻应变分析仪2接收的信息发送给基站的服务器。采用无线传输方式可以降低电力杆塔上的电力干扰，增强数据传输的抗干扰能力，使数据能准确地传输到基站的服务器上实现实时监测。
其中，供电装置4包括太阳能充电板，所述太阳能充电板可以为数据传输装置3和电阻分析应变仪2提供充足的电力，同时节约资源。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，包括倾角传感器、应变分析仪、数据传输装置、供电装置，所述倾角传感器固定在电力杆塔的基础上，所述应变分析仪、数据传输装置、供电装置安装在杆塔上，所述倾角传感器与应变分析仪连接，所述应变分析仪与数据传输装置连接并通过数据传输装置将信息发送到基站服务器，所述供电装置为应变分析仪、数据传输装置进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述倾角传感器为电阻式倾角传感器，对应配套的应变分析仪为电阻应变分析仪。
3.根据权利要求2所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述电阻式倾角传感器设有两个，两个电阻式倾角传感器呈正交分布。
4.根据权利要求2所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述电阻式倾角传感器通过打孔固定或挖槽埋入的方式固定于电力杆塔的基础上。
5.根据权利要求2所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述电阻式倾角传感器与电阻应变分析仪通过带有屏蔽层的信号传输线连接。
6.根据权利要求2所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述电阻式倾角传感器包含一个壳体、两枚电阻应变片、两个弹性元件、一个重球、绝缘填充油及信号引出线，所述两个弹性元件的一端分别与壳体的一端固定，两个弹性元件的另一端与在壳体中部的重球相连接，两枚电阻应变片分别粘贴于两个弹性元件表面，所述绝缘填充油对壳体进行填充，所述信号引出线便于电阻式倾角传感器与其他设备之间相连接。
7.根据权利要求1所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述数据传输装置包括路由器，所述路由器采用无线传输方式将从应变分析仪接收的信息发送给基站的服务器。
8.根据权利要求1所述的一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置，其特征在于，所述供电装置包括太阳能充电板。
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| CN201820325985.9U CN207866232U (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种电力杆塔基础非均匀沉降监测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112710277A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-27 | 深圳市天健工程技术有限公司 | 公路安全三维监测装置 |
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2018
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