CN211855424U - 一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，包括监测平台、监测终端和供能装置，监测平台焊接在塔身下部，在监测平台上固装监视主机和供能装置，所述监测终端包括振动传感器、塔身倾斜传感器和气象传感器，所述的气象传感器固装在监测平台上，所述振动传感器通过振动传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上、中、下部的塔身主材迎风面、横担连接点及长径比高的辅材处，所述塔身倾斜传感器通过塔身倾斜传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上部的横担下方。本实用新型采用一体化结构，功能集成、结构简便合理，优化了监测终端的安装位置及安装方式，不影响塔身稳定，保证了光照等条件，维持系统的正常运行。
Description
技术领域
本实用新型属于输电线路监测技术领域，涉及杆塔性能监测设备，尤其是一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统。
背景技术
随着经济不断发展，城市周边地区闲置公用土地越来越少，架空输电线路走廊日趋紧张，因此秉承绿色生态发展的原则，输电杆塔高度不断增加，越来越多塔高超过60米的高耸杆塔被建设使用。
高耸杆塔巡视难度大、维护任务繁重，输电设备事故发生后的排查、检修等工作难度极大。目前对高耸杆塔的受力特点、振动形式等运行状态还缺乏了解，很难使用设计值来评估其真实服役情况，因此，急需一套针对架空输电线路高耸杆塔运行情况的安全性能在线监测系统，以全面了解高耸杆塔的振动、倾斜、发热等情况，为分析杆塔运行状态，评估其安全性能和寿命提供依据。
但是在塔身上装设过多的附加设备会破坏塔体结构、给塔体带来额外的安装应力，对杆塔造成较大负担，进而带来安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种配置合理、安装方式简单易行，适用于不同地形天气条件的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，包括监测平台、监测终端和供能装置，监测平台焊接在塔身下部，在监测平台上固装监视主机和供能装置，所述监测终端包括振动传感器、塔身倾斜传感器和气象传感器，所述的气象传感器固装在监测平台上，所述振动传感器通过振动传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上、中、下部的塔身主材迎风面、横担连接点及长径比高的辅材处，所述塔身倾斜传感器通过塔身倾斜传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上部的横担下方。
而且，所述振动传感器直角抱箍包括内、外两个角铁、垫圈、固定螺栓，内、外两个角铁将塔材夹在中间，在内、外两个角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接，在外角铁上制有一通孔，振动传感器的顶部穿过外角铁的通孔，振动传感器的底面紧贴高耸杆塔的的塔材，在内、外角铁之间的固定螺栓上套装垫圈，垫圈的高度根据振动传感器的高度调整。
而且，所述塔身倾斜传感器直角抱箍包括内、外两个角铁、固定螺栓，内、外角铁将塔材夹在中间，在内、外角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接，在外角铁的外侧面对称制有两螺纹孔，该两螺纹孔与塔身倾斜传感器的连接孔通过螺栓连接。
而且，在固定螺栓的螺杆末端穿装闭口销。
而且，所述供能装置为太阳能供电装置。
而且，所述的监测主机集成无线传输、RS485、RS232、USB、以太网多个接口，通过4G方式向主站系统传输数据及接收主站指令，由供能装置供电。
而且，所述的气象传感器采用六要素传感器，RS485传输方式，由供能装置供电。
而且，所述的塔身倾斜传感器采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
而且，所述的振动传感器采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
而且，所述的监测平台焊接在塔身主材的正南方向、距塔腿基础20～30米高处。本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型针对高耸杆塔进行倾斜、振动及气象的在线实时监测，监测数据全面，为有针对性的提出高耸杆塔运行维护检修方案提供了有力的数据支持。
2、本实用新型采用一体化结构，功能集成、结构简便合理，优化了监测终端的安装位置及安装方式，不影响塔身稳定，保证了光照等条件，维持系统的正常运行。
3、本实用新型传感器使用直角抱箍安装在塔身上，直角抱箍安装位置可以随意调整，施工灵活，装卸方便，而且没有焊接点、不需钻孔等，不会对塔体造成破坏而带来额外的安装应力，适应性好。
附图说明
图1为本实用新型的装设位置示意图。
图2为振动传感器安装示意图。
图3为塔身倾斜传感器安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，包括监测平台4、监测终端和供能装置6，监测平台焊接在塔身下部，在监测平台上固装监视主机5和供能装置。所述监测终端包括振动传感器1、塔身倾斜传感器2和气象传感器3，所述的气象传感器固装在监测平台上，所述振动传感器通过振动传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上、中、下部，所述塔身倾斜传感器通过塔身倾斜传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上部。
所述振动传感器直角抱箍如图2所示，包括外角铁8、内角铁13、垫圈11、固定螺栓7，内、外角铁将塔材9夹在中间，在内、外角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接。在外角铁上制有一通孔10，振动传感器的顶面穿过外角铁的通孔，振动传感器的底面紧贴高耸杆塔的的塔材，为防止振动传感器在安装过程中过力而损坏，在内、外角铁之间的固定螺栓上套装垫圈，垫圈的高度根据振动传感器的高度调整。内、外角铁通过固定螺栓及垫圈将振动传感器固定在高耸杆塔上。为防止固定螺栓松动，在固定螺栓的螺杆末端穿装闭口销12。
所述塔身倾斜传感器直角抱箍如图3所示，包括外角铁、内角铁、固定螺栓，内、外角铁将塔材夹在中间，在内、外角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接。在外角铁的外侧面对称制有两螺纹孔，该两螺纹孔与塔身倾斜传感器的连接部通过螺栓连接。为防止固定螺栓松动，在固定螺栓的螺杆末端穿装闭口销。
振动传感器和塔身倾斜传感器通过直角抱箍安装在塔材上。直角抱箍通过两侧螺栓固定在塔身需要监测部位，使传感器紧贴塔材，两侧固定螺栓均用闭口销紧固，防止抱箍松动、影响传感效果。直角抱箍安装位置可以随意调整、灵活且装卸方便，而且避免了焊接等连接形式对塔体造成破坏、带来额外的安装应力。
振动传感器穿过振动传感器直角抱箍上的圆形孔，传感器接触部分卡在抱箍另一侧，将抱箍放置在需要监测的塔材上，在无传感器一侧角钢螺栓上穿装若干垫圈，调节抱箍两侧距离，使之与安装传感器一侧距离相等，然后拧紧两侧螺栓，使螺母朝向铁塔内侧，然后分别在螺栓上安装闭口销，即可将传感器固定在需测铁塔上。
塔身倾斜传感器通过螺栓直接安装在直角抱箍上，将抱箍放置在需要监测的塔材上，拧紧两侧螺栓，安装上闭口销，即可固定传感器。
所述供能装置为太阳能供能，包括太阳能电池板、蓄电池和充放电控制板，为气象传感器及监测主机提供电源。
监测主机作为数据汇集点，负责各个监测单元的数据召测、储存、预处理，集成无线传输、RS485、RS232、USB、以太网等接口，并通过4G方式向主站系统传输数据及接收主站指令，由系统供电单元外部供电。
气象传感器用于采集环境温度、空气湿度、风力风向等，采用六要素传感器，对杆塔当前所处环境的温度、湿度、照度、风速、风向、雨量数据进行抓取，并上传至边缘计算网关进行初步的分析处理。采用RS485传输方式，由系统供电单元外部供电。气象传感器装设在塔身高25米处的监测平台上。
塔身倾斜传感器用于监测铁塔塔身的倾斜角度、倾斜距离，采用低功耗及物联网技术，通过内部集成的角度传感器对杆塔本体的倾斜数据进行监测和记录，并上传至边缘计算网关进行初步的分析处理，采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
振动传感器用于监测塔身的振动幅度及振动频率，采用低功耗及物联网技术，通过加速度传感器对杆塔辅材振动数据进行定时抓取，并上传至边缘计算网关进行初步的分析处理，采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
监测平台焊接在正南方向塔身主材、距塔腿基础25米高处，该处塔身稳定、光照良好，不受振动、倾斜、天气、大气腐蚀等影响，可以保证监测系统长时间工作。供能装置、监测主机和气象传感器安装在监测平台上。
由于高耸杆塔(呼高大于75米)应力最大值一般出现在距杆塔基础45米处的塔腿主材迎风面，应力集中部位主要出现在距杆塔塔腿主材30-60m处，该高度的塔身主材、横担和长径比高的辅材为输电杆塔较危险部位，振动传感器应装设在此位置的塔身主材迎风面、横担连接点及长径比高的辅材处。塔身倾斜传感器装设在杆塔上部的横担下方，此位置杆塔倾斜风险最大。同时，安装平台在25米左右，此处的应力较小，且采光好，利于供能装置为其他装置提供电源。
由于振动传感器和塔身倾斜传感器须安装在应力集中部位较大位置，如果在塔材上钻孔，会给塔体带来较大安全风险，因此在安装振动传感器和塔身倾斜传感器时，使用直角抱箍安装，可以保证塔体的完整性。
监测主机收集振动传感器、塔身倾斜传感器和气象传感器的数据，负责各个监测单元的数据召测、储存、预处理，并通过4G方式向主站系统传输数据及接收主站指令。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，包括监测平台、监测终端和供能装置，其特征在于：监测平台焊接在塔身下部，在监测平台上固装监视主机和供能装置，所述监测终端包括振动传感器、塔身倾斜传感器和气象传感器，所述的气象传感器固装在监测平台上，所述振动传感器通过振动传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上、中、下部的塔身主材迎风面、横担连接点及长径比高的辅材处，所述塔身倾斜传感器通过塔身倾斜传感器直角抱箍固装在高耸杆塔的上部的横担下方。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述振动传感器直角抱箍包括内、外两个角铁、垫圈、固定螺栓，内、外两个角铁将塔材夹在中间，在内、外两个角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接，在外角铁上制有一通孔，振动传感器的顶部穿过外角铁的通孔，振动传感器的底面紧贴高耸杆塔的塔材，在内、外角铁之间的固定螺栓上套装垫圈，垫圈的高度根据振动传感器的高度调整。
3.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述塔身倾斜传感器直角抱箍包括内、外两个角铁、固定螺栓，内、外角铁将塔材夹在中间，在内、外角铁的两端均制有螺纹孔并通过固定螺栓连接，在外角铁的外侧面对称制有两螺纹孔，该两螺纹孔与塔身倾斜传感器的连接孔通过螺栓连接。
4.根据权利要求2或3所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：在固定螺栓的螺杆末端穿装闭口销。
5.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述供能装置为太阳能供电装置。
6.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述的监视主机集成无线传输、RS485、RS232、USB、以太网多个接口，通过4G方式向主站系统传输数据及接收主站指令，由供能装置供电。
7.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述的塔身倾斜传感器采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
8.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述的振动传感器采用无线传输方式，由内置锂电池供电。
9.根据权利要求1所述的架空输电线路高耸杆塔安全性能监测系统，其特征在于：所述的监测平台焊接在塔身主材的正南方向、距塔腿基础20～30米高处。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112414471A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-02-26 | 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 | 高寒地区输电铁塔的安全监测系统 |
| CN114894243A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-08-12 | 三峡大学 | 一种输电铁塔在线监测设备 |
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2020
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