CN211527373U - 一种变电站沉降倾斜监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变电站环境监测领域，公开了一种变电站沉降倾斜监测系统，配合于变电站设备使用。变电站设备设置有监测标志。对应于变电站设置有沉降观测基准点。监测设备为巡检机器人和监测装置。监测装置设置于巡检机器人。监测装置包括沉降传感器、控制单元、存储单元和无线通信模块。监测时，巡检机器人将沉降传感器移动至固定观测位置，沉降传感器观测变电站设备的监测标志当前高度，存储单元存储监测所得数据，无线通信模块通过将监测所得数据传输至集控后台。后台系统计算与观测基准点的高差即可监测到变电站设备基础沉降状况。这种变电站沉降倾斜监测系统能够逐个监测变电站各个位置的变电站设备的沉降情况，并分析得出沉降结果。

Description

一种变电站沉降倾斜监测系统

技术领域

本实用新型涉及变电站环境监测领域，具体而言，涉及一种变电站沉降倾斜监测系统。

背景技术

变电站设备数量多，建设地质环境复杂，发生地震等自然灾害会对变电站内电气设备基础、建筑物构筑物的结构造成破坏，容易造成地基沉降、倾斜等情况。变电站室外设备发生地基沉降或倾斜，将会影响电力设备正常运行，对电网安全稳定运行造成了严重威胁。

传统的沉降观测方法在设备基础埋设沉降观测点，在远离监测对象的稳定区域选定基准点。用高精度电子水淮仪配专用标尺人工测定建筑物及设备基础一定时段内，部位的沉降量，通过计算分析现阶段沉降速率和是否存在不均匀下沉。倾斜观测在设备基础上、下端设置两个同一垂线上的位移观测点，对上下两点进行垂直投影，测定相互垂直的两个方向的倾斜值和倾斜率。

目前，人工测量仍然是变电站设备基础抗震性能检测的主要测量方法。测量数据的采集、记录、分析、存储都是由人工来完成。不仅不能实现不能实时跟踪设备基础变化情况，而且效率低下，每次监测成本高，精确度难以保证。不能实现数据的实时共享和及时预警，对测量数据的查阅分析比较困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变电站沉降倾斜监测系统，其能够快速测量变电站设备的沉降量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种变电站沉降倾斜监测系统，配合于变电站设备使用；所述变电站设备设置有监测标志；其特征是：对应于所述变电站设置有监测基准点；所述监测基准点也设置有监测标志；所述变电站设置有巡检机器人和监测装置；所述监测装置设置于所述巡检机器人；所述监测装置包括沉降传感器、控制单元、存储单元和无线通信模块；

沉降传感器的信号输出端连接于控制单元的信号采集端；沉降传感器用于测量监测标志的高度并将测得的数据传输至控制单元；

无线通信模块的信号连接端连接于控制单元的通信连接端；无线通信模块用于接收控制单元的信号并将信号通过无线发送出去；无线通信模块还用于接收无线信号并将信号传输至控制单元；

存储单元的数据连接端连接控制单元的数据连接端；存储单元用于接收控制单元的数据并存储接收到的数据；存储单元还能够将存储的数据发送至控制单元；

控制单元采集沉降传感器的数据并将数据传输至无线通信模块或存储单元。

进一步地，所述支座还包括上支座和下支座；所述上支座和下支座通过转动轴连接；所述下支座内部设置有电机；所述电机的输出轴连接于所述转动轴的一端，以使所述电机能够驱动所述上支座相对下支座旋转。

进一步地，所述巡检机器人设置有支座；所述监测装置还包括纠偏装置；所述纠偏装置包括座体、摆球、连接杆、转轴和抱闸；所述沉降传感器固定连接于所述座体的一侧；所述座体的另一侧靠近所述支座；

所述转轴一端固定的穿设于所述座体，另一端能够相对于所述支座旋转的穿透所述支座；所述座体和所述沉降传感器的重心均位于所述转轴下方；所述抱闸固定设置于所述支座远离所述座体的一侧；所述转轴穿透所述支座的一端连接于所述抱闸；

所述座体底壁设置有摆动槽，所述转轴穿设于所述摆动槽；所述连接杆一端铰接于所述转轴，另一端延伸出所述摆动槽并固定连接于所述摆球，以使所述连接杆能够在所述摆动槽内沿所述转轴的周向往复摆动；

所述摆动槽相对的两槽壁各设置有一个抱闸控制按钮；所述抱闸控制按钮均电连接于所述抱闸；所述抱闸控制按钮通过压缩弹簧连接有压板；所述连接杆设置于两个压板之间，以使所述连接杆摆动时，所述连接杆挤压其中一个压板而使对应的一个抱闸控制按钮闭合。

进一步地，所述沉降传感器还设置有照明灯；所述照明灯的照射点与所述沉降传感器的监测点相同。

进一步地，还设置有报警模块；所述报警模块的信号输入端连接于所述控制单元的报警信号输出端；所述控制单元还用于将采集到的监测标志的高度与内置的参考高度对比并根据对比的结果发出报警信号至所述报警模块；所述报警模块用于接收控制单元的报警信号并发出报警。

进一步地，所述报警模块包括蜂鸣器和闪光灯；所述蜂鸣器和闪光灯均连接于所述控制单元的报警信号输出端。

进一步地，所述沉降传感器为结构体沉降挠度传感器。

进一步地，所述监测标志为红色油漆图画于变电站设备的图形标记。

进一步地，变电站内多个设备均设置有监测标志。

本实用新型的有益效果是：

变电站的位置可能是地基不稳定的区域，而监测基准点处于地基稳定的区域。巡检机器人按照预定的巡检路径行走。沉降传感器设置于巡检机器人并能够跟随巡检机器人移动。

监测过程中，巡检机器人将沉降传感器移动至观测位置，沉降传感器监测变电站的监测标志高度和监测基准点的监测标志的高度。通过将各个变电站的监测标志高度分别和监测基准点的监测标志的高度对比即可监测到各个变电站设备所在处的地基沉降状况。存储单元存储监测所得数据，无线通信模块通过无线传输将监测所得数据传输至控制端。

这种变电站沉降倾斜监测系统能够根据设定的巡检路线逐个监测变电站各个位置的变电站设备的沉降情况，进而得出变电站的沉降情况。无需人工操作，提高监测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的变电站沉降倾斜监测系统的组成结构图。

图2为监测装置和巡检机器人配合的示意图。

图3为座体和摆球的配合示意图。

1-巡检机器人，11-支座，111-上支座，112-下支座，113-转动轴，114-电机， 2-座体，21-摆动槽，22-抱闸控制按钮，23-压缩弹簧，24-压板，3-摆球，4-连接杆，5-转轴，6-抱闸，7-沉降传感器。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例：

请参照图1，本实施例提供一种变电站沉降倾斜监测系统，配合于变电站设备使用。变电站修建的位置可能属于地基不稳定的区域。变电站各个设备均设置有监测标志。监测标志为红色油漆涂画的标记。这种标记容易被观测，同时油漆涂画避免掉落。

对应于变电站设置有监测基准点。监测基准点也设置有监测标志。监测基准点的位置均位于地基稳定的区域。变电站设置有巡检机器人1和监测装置。监测装置设置于巡检机器人1，使得监测装置能够跟随巡检机器人1在变电站内移动。监测装置包括沉降传感器7、控制单元、存储单元和无线通信模块。

沉降传感器7选择型号为HFTND-4的结构体沉降挠度传感器。沉降传感器 7的信号输出端连接于控制单元的信号采集端。沉降传感器7用于测量监测标志的高度并将测得的数据传输至控制单元。沉降传感器7采用远距离非接触光电转换法测量沉降。

无线通信模块的信号连接端连接于控制单元的通信连接端。无线通信模块用于接收控制单元的信号并将信号通过无线发送出去。无线通信模块还用于接收无线信号并将信号传输至控制单元。无线通信模块可选择常见的WiFi模块，如ESP8266模块。通过无线通信模块可以将采集到的沉降数据发送出去，也可以通过无线通讯模块接收控制信号以控制本装置。

存储单元的数据连接端连接控制单元的数据连接端。存储单元用于接收控制单元的数据并存储接收到的数据。存储单元还能够将存储的数据发送至控制单元。存储单元可选择型号为IS62WV51216BLL-55TI的存储芯片。

控制单元采集沉降传感器7的数据并将数据传输至无线通信模块或存储单元。控制单元可选择常见的DSP微处理器。

变电站的位置可能是地基不稳定的区域，而监测基准点处于地基稳定的区域，其可以是在变电站的门外。变电站和监测基准点之间相隔一定距离。巡检机器人1在变电站内按照预定的巡检路径行走。沉降传感器7设置于巡检机器人1并能够跟随巡检机器人1移动。

监测过程中，巡检机器人将沉降传感器移动至观测位置，沉降传感器监测变电站的监测标志高度和监测基准点的监测标志的高度。通过将各个变电站的监测标志高度分别和监测基准点的监测标志的高度对比即可监测到各个变电站设备所在处的地基沉降状况。存储单元存储监测所得数据，无线通信模块通过无线传输将监测所得数据传输至控制端。

这种变电站沉降倾斜监测系统能够根据设定的巡检路线逐个监测变电站各个位置的变电站设备的沉降情况，进而得出变电站的沉降情况。无需人工操作，提高监测效率。通过提高巡检机器人1巡检的频率即可获取更多的变电站沉降数据。方便对变电站环境的监测。

实际中，变电站内多处的多个设备均检测标志。同时，同一个设备可能设置多个监测标志。对应的，巡检机器人1需要在多个监测点监测各个监测标志。这样获取的沉降数据更具有可靠性。控制单元采集到变电站沉降数据后，存储单元存储数据。同时，无线通信模块将数据通过无线传输至后台处理。后台可以是与WiFi模块配对连接的计算机或手机等终端。操作人员通过后台便可对数据进行分析。

实际中，操作人员还能够通过监测所得的沉降数据计算倾斜值。计算公式如下：D＝(S/L)*H。公式中，D为倾斜值，S为两个被监测设备的沉降量的差值， L为两个被监测设备间的水平距离，H为被监测设备的高度。根据前述公式即可计算出每个被监测设备的倾斜量。

本实施例中，巡检机器人1设置有支座11。监测装置还包括纠偏装置。纠偏装置包括座体2、摆球3、连接杆4、转轴5和抱闸6。沉降传感器7固定连接于座体2的一侧。座体2的另一侧靠近支座11。

转轴5一端固定的穿设于座体2，另一端能够相对于支座11旋转的穿透支座11。支座11内部可以设置若干轴承，转轴5通过轴承连接于支座11。这就使得座体2通过转轴5支撑于支座11并能够旋转。座体2和沉降传感器7的重心均位于转轴5下方，这就使得座体2和沉降传感器7始终保持水平状态。抱闸6 固定设置于支座11远离座体2的一侧。转轴5穿透支座11的一端连接于抱闸6。

座体2底壁设置有摆动槽21，转轴5穿设于摆动槽21。连接杆4一端铰接于转轴5，另一端延伸出摆动槽21并固定连接于摆球3，以使连接杆4能够在摆动槽21内沿转轴5的周向往复摆动。

摆动槽21相对的两槽壁各设置有一个抱闸控制按钮22。抱闸控制按钮22 均电连接于抱闸6。抱闸控制按钮22通过压缩弹簧23连接有压板24。连接杆4 设置于两个压板24之间，以使连接杆4摆动时，连接杆4挤压其中一个压板24 而使对应的一个抱闸控制按钮22闭合。

实际使用中，变电站的地面可能轻微的不平整，进而导致巡检机器人1倾斜。此时，座体2和沉降传感器7绕转轴5旋转，进而保证沉降传感器7水平。当巡检机器人1到达检测位置后，座体2水平且稳定不再摆动时，连接杆4在摆球3的重力作用下竖直下垂。此时，连接杆4位于两侧的抱闸控制按钮22之间且不会触发任何一个抱闸控制按钮22。此时，抱闸6断电而抱紧转轴5，进而将沉降传感器7固定，避免其旋转。这就保证了监测时沉降传感器7始终保持水平，并避免监测时沉降传感器7偏转。保证了监测结果的准确性。

本实施例中，支座11还包括上支座111和下支座112。上支座111和下支座112通过转动轴113连接。下支座112内部设置有电机114。电机114的输出轴连接于转动轴113的一端，以使电机114能够驱动上支座111相对下支座112 旋转。这种设置就使得巡检机器人1在一个监测点即可有多个监测角度，每个监测角度对应于变电站的一个监测标志。使得巡检机器人1在一个监测点即可同时监测多个变电站设备的沉降情况。

本实施例中，沉降传感器7还设置有照明灯。照明灯的照射点与沉降传感器7的监测点相同。这就使得晚上仍然能够对变电站的沉降状况进行监测，使得监测时间不受白昼限制。

本实施例中，还设置有报警模块。报警模块的信号输入端连接于控制单元的报警信号输出端。报警模块包括蜂鸣器和闪光灯。蜂鸣器和闪光灯均连接于控制单元的报警信号输出端。控制单元还用于将采集到的监测标志的高度与内置的参考高度对比并根据对比的结果发出报警信号至报警模块。报警模块用于接收控制单元的报警信号并发出报警。当监测到的沉降幅度超出阈值，控制单元通过无线通信模块发出报警信号，提示沉降严重。同时，控制单元还控制蜂鸣器和闪光灯工作，进而发出警报声和警报灯光。

实际使用中，还设置有集控后台。集控后台可以是计算机等终端。巡检机器人1通过成熟的无线局域网(WLAN)技术，实现集控后台和移动机器人的双向通信。巡检机器人1通过无线局域网将监测所得的数据发送至集控后台后，集控后台对数据进行处理和分析，进而生成报表。极大的方便了沉降的监控和数据的及时处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变电站沉降倾斜监测系统，配合于变电站设备使用；所述变电站设备设置有监测标志；其特征是：对应于所述变电站设置有监测基准点；所述监测基准点也设置有监测标志；所述变电站设置有巡检机器人(1)和监测装置；所述监测装置设置于所述巡检机器人(1)；所述监测装置包括沉降传感器(7)、控制单元、存储单元和无线通信模块；

沉降传感器(7)的信号输出端连接于控制单元的信号采集端；沉降传感器(7)用于测量监测标志的高度并将测得的数据传输至控制单元；

无线通信模块的信号连接端连接于控制单元的通信连接端；无线通信模块用于接收控制单元的信号并将信号通过无线发送出去；无线通信模块还用于接收无线信号并将信号传输至控制单元；

存储单元的数据连接端连接控制单元的数据连接端；存储单元用于接收控制单元的数据并存储接收到的数据；存储单元还能够将存储的数据发送至控制单元；

控制单元采集沉降传感器(7)的数据并将数据传输至无线通信模块或存储单元。

2.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述巡检机器人(1)设置有支座(11)；所述监测装置还包括纠偏装置；所述纠偏装置包括座体(2)、摆球(3)、连接杆(4)、转轴(5)和抱闸(6)；所述沉降传感器(7)固定连接于所述座体(2)的一侧；所述座体(2)的另一侧靠近所述支座(11)；

所述转轴(5)一端固定的穿设于所述座体(2)，另一端能够相对于所述支座(11)旋转的穿透所述支座(11)；所述座体(2)和所述沉降传感器(7)的重心均位于所述转轴(5)下方；所述抱闸(6)固定设置于所述支座(11)远离所述座体(2)的一侧；所述转轴(5)穿透所述支座(11)的一端连接于所述抱闸(6)；

所述座体(2)底壁设置有摆动槽(21)，所述转轴(5)穿设于所述摆动槽(21)；所述连接杆(4)一端铰接于所述转轴(5)，另一端延伸出所述摆动槽(21)并固定连接于所述摆球(3)，以使所述连接杆(4)能够在所述摆动槽(21)内沿所述转轴(5)的周向往复摆动；

所述摆动槽(21)相对的两槽壁各设置有一个抱闸控制按钮(22)；所述抱闸控制按钮(22)均电连接于所述抱闸(6)；所述抱闸控制按钮(22)通过压缩弹簧(23)连接有压板(24)；所述连接杆(4)设置于两个压板(24)之间，以使所述连接杆(4)摆动时，所述连接杆(4)挤压其中一个压板(24)而使对应的一个抱闸控制按钮(22)闭合。

3.根据权利要求2所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述支座(11)还包括上支座(111)和下支座(112)；所述上支座(111)和下支座(112)通过转动轴(113)连接；所述下支座(112)内部设置有电机(114)；所述电机(114)的输出轴连接于所述转动轴(113)的一端，以使所述电机(114)能够驱动所述上支座(111)相对下支座(112)旋转。

4.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述沉降传感器(7)还设置有照明灯；所述照明灯的照射点与所述沉降传感器(7)的监测点相同。

5.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：还设置有报警模块；所述报警模块的信号输入端连接于所述控制单元的报警信号输出端；所述控制单元还用于将采集到的监测标志的高度与内置的参考高度对比并根据对比的结果发出报警信号至所述报警模块；所述报警模块用于接收控制单元的报警信号并发出报警。

6.根据权利要求5所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述报警模块包括蜂鸣器和闪光灯；所述蜂鸣器和闪光灯均连接于所述控制单元的报警信号输出端。

7.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述沉降传感器(7)为结构体沉降挠度传感器。

8.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：所述监测标志为红色油漆涂画于变电站设备的图形标记。

9.根据权利要求1所述的变电站沉降倾斜监测系统，其特征是：变电站内多个设备均设置有监测标志。

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