CN219841954U - 塔杆安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种塔杆安全监测系统，包括安装在塔杆上的监测装置、后台服务器和监控终端，本实用新型通过在每个塔杆上设置监测装置，实时监测塔杆的位置信息、倾角信息和加速度信息，能够将测量的信息实时发送至后台服务器，监控人员能够通过监控终端远程查看每个塔杆的信息，从而不需要进行现场巡检也能够有效地判断塔杆的沉降结果、电塔倾角、电塔位移和加速度振幅等信息，在塔杆发生倾斜等情况时能够及时的进行处理和抢修，降低了传统人工巡线的劳动强度，多个塔杆的后台服务器和监控终端能够共用，降低了监测的成本。

Description

塔杆安全监测系统

技术领域

本实用新型涉及塔杆检测设备技术领域，具体为一种塔杆安全监测系统。

背景技术

电力设备是电力系统的重要组成部分，对电力系统中关键电力设备开展运维工作是提高电力系统安全运行能力的前提，是保障电力系统安全可靠运行的重要条件，我国幅员辽阔，电网建设一直在高速发展，可以预见，伴随着电网的建设，无论国内国外，输电线路塔杆也将会不断建设，而输电塔杆数目增加的背后，是随之增加的发生事故的风险性。

输电杆塔作为重要的电力能源基础设施，长期于野外恶劣环境下服役，特别是在我国的疆域中，存在高原、山地、丘陵等许多地势复杂的地区，过去受限于自动化监测设备的昂贵价格，智能监测设备通常只布设在变电站等重要场所，无法远程对塔杆进行监控，电网对输变电设备的塔杆运维检修方式主要是人工定期巡检，但对于布设在野外的输电塔杆，其巡检频率可能一年才会有一次，无法及时有效地发现问题，随着“智能电网”的提出，输电杆塔也面临自动化监测需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种塔杆安全监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种塔杆安全监测系统，所述系统包括安装在塔杆上的监测装置、后台服务器和监控终端，其中：

所述监测装置包括设备箱、蓄电池、物联网卡、集成电路板、天线和定位模块，所述天线固定在设备箱外侧，所述定位模块分别和蓄电池、天线连接，所述集成电路板包括微控制器、倾角传感器和加速度计，所述微控制器分别和蓄电池、倾角传感器、加速度计和定位模块电性连接，所述物联网卡分别和蓄电池、微控制器电性连接；

所述天线，用于采集所述塔杆的卫星信号，并将卫星信号发送至定位模块；

所述定位模块，用于对卫星信号进行处理，得到塔杆所处的位置信息，并将位置信息发送至微控制器；

所述倾角传感器和加速度计，用于分别测量塔杆的倾角数据和加速度数据，并将倾角数据和加速度数据发送至微控制器；

所述微控制器，用于将倾角数据和加速度数据通过物联网卡发送至后台服务器；

所述后台服务器通过互联网与物联网卡进行通讯连接，用于存储倾角数据和加速度数据；

所述监控终端和后台服务器进行通讯连接，用于读取并显示后台服务器内部的数据。

在其中一个实施例中，所述设备箱上端还固定有太阳能板，所述太阳能板和蓄电池电性连接。

在其中一个实施例中，所述塔杆安全监测系统还包括有罗氏线圈互感器，所述集成电路板还包括有模拟量采集卡，所述罗氏线圈互感器套在塔杆所安装的电缆上，用于采集所述电缆的电流数据，模拟量采集卡输入端和罗氏线圈互感器电性连接，输出端和微控制器电性连接，用于将电流数据转化为数字量发送至微控制器。

在其中一个实施例中，所述蓄电池、物联网卡、集成电路板和定位模块均固定在设备箱内部，所述集成电路板和定位模块集成在一块PCB电路板上。

在其中一个实施例中，所述监控终端包括笔记本电脑、台式电脑和智能手机，所述笔记本电脑、台式电脑通过以太网的方式与后台服务器连接，所述智能手机通过4G或5G或WIFI的方式与远程服务器连接。

在其中一个实施例中，所述设备箱通过抱箍或角铁固定在所述塔杆上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在每个塔杆上设置监测装置，实时监测塔杆的位置信息、倾角信息和加速度信息，能够将测量的信息实时发送至后台服务器，监控人员能够通过监控终端远程查看每个塔杆的信息，从而不需要进行现场巡检也能够有效地判断塔杆的沉降结果、电塔倾角、电塔位移和加速度振幅等信息，在塔杆发生倾斜等情况时能够及时的进行处理和抢修，降低了传统人工巡线的劳动强度，多个塔杆的后台服务器和监控终端能够共用，降低了监测的成本。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型中监测装置的结构分解示意图；

图3为本实用新型中监测装置的系统结构示意图；

图4为本实用新型中监测装置的整体结构。

图中：100监测装置、110设备箱、120蓄电池、130物联网卡、140集成电路板、141微控制器、142倾角传感器、143加速度计、144模拟量采集卡、150天线、160定位模块、170太阳能板、180罗氏线圈互感器、200后台服务器、300监控终端。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例：

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：

一种塔杆安全监测系统，所述系统包括安装在塔杆上的监测装置100、后台服务器200和监控终端300，其中：

所述监测装置100包括设备箱110内部安装有蓄电池120、物联网卡130、集成电路板140和定位模块160，所述天线150固定在设备箱110外侧，蓄电池120分别和物联网卡130、集成电路板140和定位模块160电性连接，用于为其工作进行供电。

进一步的，所述设备箱110上端还固定有太阳能板170，所述太阳能板170和蓄电池120电性连接，太阳能板170能够通过太阳能产生电能为蓄电池120进行充电，让蓄电池120不依赖于外部的电源充电，让整个系统的应用场景更加广泛，续航的能力更强。

进一步的，所述设备箱110采用IP65的防护等级进行生产设计，能够有效的保护内部的元器件，从而适应较为恶劣的环境。

可选的，所述设备箱110通过抱箍或角铁固定在所述塔杆上。

所述定位模块160和天线150连接，所述天线150，用于采集所述塔杆的卫星信号，并将卫星信号发送至定位模块160，所述定位模块160，用于对卫星信号进行处理，得到塔杆所处的位置信息，并将位置信息发送至微控制器141，所述定位模块160选用ALIENTEK生产的ATK-S1216F8-BDGPS模块，模块核心采用SkyTraq公司的S1216F8-BD模组，所述天线150采用四阵元圆阵，滤波模块与天线集成。

进一步的，所述集成电路板140和定位模块160集成在一块PCB电路板上，提高集成度，降低监测系统所占用的面积。

所述集成电路板140包括微控制器141、倾角传感器142和加速度计143，所述微控制器141分别和倾角传感器142和加速度计143电性连接，所述倾角传感器142和加速度计143，用于分别测量塔杆的倾角数据和加速度数据，所述微控制器141选用正点原子的探索者开发板，主控芯片为STM32F407ZGT6，所述倾角传感器142采用ADXL-345三轴角度倾斜传感器，数据端口和微控制器141串口连接，将塔杆的倾斜角度数据发送至微控制器141，加速度计143采用GY-521三维角度加速度陀螺仪，通讯端口和和微控制器141串口连接，将塔杆的加速度数据发送至微控制器141。

进一步的，所述塔杆安全监测系统还包括有罗氏线圈互感器180，所述集成电路板140还包括有模拟量采集卡144，所述罗氏线圈互感器180套在塔杆所安装的电缆上，用于采集所述电缆的电流数据，模拟量采集卡144输入端和罗氏线圈互感器180电性连接，输出端和微控制器141电性连接，用于将电流数据转化为数字量发送至微控制器141。

所述罗氏线圈互感器180采用柔性的罗氏线圈电流变送器，能够将大电流转化为4-20mA的电流和0-10V的电压，所述模拟量采集卡144采用模拟量转485模块或者是模拟量转Modbus模块，将电压、电流等模拟量转化为能够直接发送至微控制器141的数字量，从而实现测量杆塔所安装电缆的电流数据。

所述定位模块160的通讯端口和微控制器141串口电性连接，将塔杆的位置信息发送至微控制器141，所述微控制器141的通讯端口和物联网卡130的通讯端口电性连接，所述物联网卡130选用高新兴物联GM510模块，能够连接上互联网，从而将微控制器140所接收的倾角数据、加速度数据、电流数据等发送至后台服务器200。

所述后台服务器200通过互联网与物联网卡130进行通讯连接，后台服务器200器可以采用常规的电脑进行记录和监控，也可采用阿里云、腾讯云等云服务器，物联网卡130将数据发送至指定的后台服务器200的地址，后台服务器200对数据进行存储，后台服务器200也可设有主机、连接主机的显示器和输入设备，工作人员可以通过观察了解到塔杆的监控数据情况。

所述监控终端300和后台服务器200进行通讯连接，用于读取并显示后台服务器200内部的数据，所述监控终端300通过访问指定后台服务器200的地址进行读取内部的数据，监控人员能够通过监控终端300远程查看每个塔杆的信息，从而不需要进行现场巡检也能够有效地判断塔杆的沉降结果、电塔倾角、电塔位移和加速度振幅等信息，在塔杆发生倾斜等情况时能够及时的进行处理和抢修，降低了传统人工巡线的劳动强度，多个塔杆的后台服务器200和监控终端300能够共用，每个物联网卡130的通讯地址不同，进而对每个塔杆的信息进行区分。

进一步的，所述监控终端300包括笔记本电脑、台式电脑和智能手机，所述笔记本电脑、台式电脑通过以太网的方式与后台服务器200连接，所述智能手机通过4G或5G或WIFI的方式与远程服务器连接。

本实用新型的使用原理：在使用时，将监测装置100通过抱箍或角铁固定在所述塔杆上，然后将罗氏线圈互感器180套在所在塔杆所连接的电缆上，倾角传感器142和加速度计143分别测量塔杆的倾角数据和加速度数据，并将塔杆的倾斜角度数据和加速度数据发送至微控制器141，罗氏线圈互感器180测量所在电缆的电流数据，并通过模拟量采集卡144发送至微控制器141；

微控制器141通过物联网卡130将倾角数据、加速度数据发送至指定的后台服务器200，后台服务器200对数据进行存储，使用监控终端300访问指定后台服务器200的地址进行读取内部的数据，让监控人员能够通过监控终端300远程查看每个塔杆的信息；

蓄电池120为物联网卡130、集成电路板140和定位模块160等设备的工作进行供电，太阳能板170通过太阳能产生电能为蓄电池120进行充电。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种塔杆安全监测系统，其特征在于，所述系统包括安装在塔杆上的监测装置、后台服务器和监控终端；

所述监测装置包括设备箱、蓄电池、物联网卡、集成电路板、天线和定位模块，所述天线固定在设备箱外侧，所述定位模块分别和蓄电池、天线连接，所述集成电路板包括微控制器、倾角传感器和加速度计，所述微控制器分别和蓄电池、倾角传感器、加速度计和定位模块电性连接，所述物联网卡分别和蓄电池、微控制器电性连接；

所述天线，用于采集所述塔杆的卫星信号，并将卫星信号发送至定位模块；

所述定位模块，用于对卫星信号进行处理，得到塔杆所处的位置信息，并将位置信息发送至微控制器；

所述倾角传感器和加速度计，用于分别测量塔杆的倾角数据和加速度数据，并将倾角数据和加速度数据发送至微控制器；

所述微控制器，用于将倾角数据和加速度数据通过物联网卡发送至后台服务器；

所述后台服务器通过互联网与物联网卡进行通讯连接，用于存储倾角数据和加速度数据；

所述监控终端和后台服务器进行通讯连接，用于读取并显示后台服务器内部的数据。

2.根据权利要求1所述的一种塔杆安全监测系统，其特征在于：所述设备箱上端还固定有太阳能板，所述太阳能板和蓄电池电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种塔杆安全监测系统，其特征在于：所述塔杆安全监测系统还包括有罗氏线圈互感器，所述集成电路板还包括有模拟量采集卡，所述罗氏线圈互感器套在塔杆所安装的电缆上，用于采集所述电缆的电流数据，模拟量采集卡输入端和罗氏线圈互感器电性连接，输出端和微控制器电性连接，用于将电流数据转化为数字量发送至微控制器。

4.根据权利要求1所述的一种塔杆安全监测系统，其特征在于：所述蓄电池、物联网卡、集成电路板和定位模块均固定在设备箱内部，所述集成电路板和定位模块集成在一块PCB电路板上。

5.根据权利要求1所述的一种塔杆安全监测系统，其特征在于：所述监控终端包括笔记本电脑、台式电脑和智能手机，所述笔记本电脑、台式电脑通过以太网的方式与后台服务器连接，所述智能手机通过4G或5G或WIFI的方式与远程服务器连接。

6.根据权利要求1所述的一种塔杆安全监测系统，其特征在于：所述设备箱通过抱箍或角铁固定在所述塔杆上。