一种输电线路杆塔监测装置和系统的制作方法

本申请涉及杆塔监测技术领域，尤其涉及一种输电线路杆塔监测装置和系统。

背景技术：

随着电网的分布越来越广，输电线路杆塔面临的地况环境也越来越复杂，在特殊气象环境或外力破坏的作用下，杆塔基础会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起杆塔的形变或倾斜，进而造成导地线不平衡受力，引起杆塔受力发生变化，造成电气安全距离不够，影响线路正常运行。

最初的输电线路杆塔安全性监测的方法是人工巡检，人工巡检的监测方式效率低下，难以及时发现险情，无法保障输电线路杆塔的安全运行。为了解决人工巡检存在的缺陷，目前实现了使用传感器自动监测的方式代替人工巡检，现有的输电线路杆塔监测装置有：通过倾角传感器监测杆塔的倾斜角度，通过监测杆塔的角度变化来确定杆塔是否发生倾斜，但是只能监测杆塔的局部角度变化，且误差较大，无法准确反映杆塔整体的倾斜情况；通过地下水位传感器监测塔基下地下水位来确定杆塔是否发生沉降，但是地下水位传感器的安装和维护都比较困难，且容易发生损坏。因此，设计一种安装维护便捷、全面监测、实时和高精度的输电线路杆塔监测装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种输电线路杆塔监测装置和系统，具有安装维护便捷、全面监测、实时和高精度的优点。

本申请第一方面提供了一种输电线路杆塔监测装置，包括：第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站、加速度传感器、风速仪、雨量计和数据处理装置；

所述第一CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔顶；

所述第二CORS位移监测参考站设置于所述杆塔的塔基；

所述加速度传感器设置于所述杆塔的塔身的中上部；

所述风速仪和所述雨量计均设置在所述塔身的中部；

所述第一CORS位移监测参考站、所述第二CORS位移监测参考站、所述加速度传感器、所述风速仪和所述雨量计均与所述数据处理装置通信连接。

优选地，所述加速度传感器具体为：压电式双轴加速度传感器。

优选地，所述压电式双轴加速度传感器的数量为两个，分别安装在所述塔身的不同高度上，用于监测所述杆塔的横向加速度和纵向加速度。

优选地，所述数据处理装置包括MCU、电压调理电路、滤波电路、AD转换电路、232通信接口电路和485通信接口电路；

所述风速仪和所述雨量计通过所述485通信接口电路与所述MCU连接；

所述第一CORS位移监测参考站和所述第二CORS位移监测参考站通过所述232通信接口电路与所述MCU连接；

所述加速度传感器、所述电压调理电路、所述滤波电路、所述AD转换电路依次连接；

所述AD转换电路与所述MCU连接。

本申请第二方面还提供了一种输电线路杆塔监测系统，包括太阳能供电装置和如第一方面所述的输电线路杆塔监测装置；

所述太阳能供电装置包括太阳能电池板和蓄电池；

所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，并将所述电能送于所述蓄电池存储；

所述蓄电池用于为所述输电线路杆塔监测装置供电。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中提供的一种输电线路杆塔监测装置，包括：第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站、加速度传感器、风速仪、雨量计和数据处理装置；第一CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔顶；第二CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔基；加速度传感器设置于杆塔的塔身的中上部；风速仪和雨量计均设置在塔身的中部；第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站、加速度传感器、风速仪和雨量计均与数据处理装置通信连接。本申请提供的输电线路杆塔监测装置，在杆塔的塔顶设置有高精度位移检测的第一CORS位移监测参考站，在杆塔的塔基设置有高精度位移检测的第二CORS位移监测参考站，分别对杆塔的塔顶和塔基进行位移监测，在杆塔的塔身设置有加速度传感器、风速仪和雨量计，分别用来监测塔身的振动参数、塔身周围的风速和风向数据、以及塔身周围的雨量信息，将以上采集到的信息传送至数据处理装置处理，即可实现对杆塔的实时动态位移和长期静态位移监测，通过加速度传感器、风速仪和雨量计全面监测杆塔周围的环境情况，及时预测和发现杆塔可能发生的灾害事件，且监测装置不需要安装在地下，有力于安装和维护，因此，本申请提供的输电线路杆塔监测装置具有安装维护便捷、全面监测、实时和高精度的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种输电线路杆塔监测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的数据处理装置电路结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种输电线路杆塔监测装置和系统，具有安装维护便捷、全面监测、实时和高精度的优点。

请参阅图1和图2，本申请提供了一种输电线路杆塔监测装置的一个实施例，本申请实施例提供的输电线路杆塔监测装置，包括：第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站、加速度传感器、风速仪、雨量计和数据处理装置；

第一CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔顶；

第二CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔基；

加速度传感器设置于杆塔的塔身的中上部；

风速仪和所述雨量计均设置在塔身的中部；

第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站、加速度传感器、风速仪和雨量计均与数据处理装置通信连接。

需要说明的是，本申请实施例中提供的输电线路杆塔监测装置依赖于CORS系统，CORS系统包括至少一个北斗/GPS固定参考站和本申请实施例中的第一CORS位移监测参考站、第二CORS位移监测参考站两个移动站，第一CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔顶，用于监测杆塔实时动态变形，第二CORS位移监测参考站设置于杆塔的塔基上，用于监测杆塔基础的长期静态变形，在需要进行杆塔监测的待监测区域布设一个或多个北斗/GPS固定参考站，固定参考站为位置固定不动的北斗/GPS接收系统，固定参考站与监控软件平台之间通过通信装置进行双向通信，北斗/GPS固定参考站、监控软件平台、通信装置和数字处理装置(即本申请实施例中的数据处理装置)一起构成一套完整的CORS系统。同时，本申请实施例中，还在杆塔的塔身的中上部设置有加速度传感器，用于监测杆塔塔身的振动参数，并将加速度传感器采集到的数据传送至数据处理装置进行数据处理。在杆塔的塔身中部位置设置有风速仪和雨量计，风速仪用于监测杆塔周围的风速和风向，并将风速仪采集到的数据传送至数据处理装置进行数据处理；雨量计用于监测杆塔周围环境的雨量，并将雨量计采集到的数据传送至数据处理装置进行数据处理。

本申请实施例中提供的输电线路杆塔监测装置，在杆塔的塔顶设置有高精度位移检测的第一CORS位移监测参考站，在杆塔的塔基设置有高精度位移检测的第二CORS位移监测参考站，分别对杆塔的塔顶和塔基进行位移监测，在杆塔的塔身设置有加速度传感器、风速仪和雨量计，分别用来监测塔身的振动参数、塔身周围的风速和风向数据、以及塔身周围的雨量信息，将以上采集到的信息传送至数据处理装置处理，即可实现对杆塔的实时动态位移和长期静态位移监测，通过加速度传感器、风速仪和雨量计全面监测杆塔周围的环境情况，及时预测和发现杆塔可能发生的灾害事件，且监测装置不需要安装在地下，有力于安装和维护，因此，本申请提供的输电线路杆塔监测装置具有安装维护便捷、全面监测、实时和高精度的优点。

进一步地，本申请实施例中提供的输电线路杆塔监测装置中的加速度传感器具体为压电式双轴加速度传感器。

进一步地，压电式双轴加速度传感器的数量为两个，分别安装在塔身的不同高度上，用于监测杆塔的横向加速度和纵向加速度。

进一步地，数据处理装置包括MCU、电压调理电路、滤波电路、AD转换电路、232通信接口电路和485通信接口电路；

风速仪和所述雨量计通过485通信接口电路与MCU连接；

第一CORS位移监测参考站和第二CORS位移监测参考站通过232通信接口电路与MCU连接；

加速度传感器、电压调理电路、滤波电路、AD转换电路依次连接；

AD转换电路与MCU连接。

需要说明的是，本申请实施例中提供的数据处理装置的电路结构示意图如图2所示，其中，数据处理装置包括：MCU、电压调理电路、滤波电路、AD转换电路、232通信接口电路(图中未标出)和485通信接口电路(图中未标出)。本申请实施例中，第一CORS位移监测参考站和第二CORS位移监测参考站对杆塔的实时动态变形和基础的长期静态变形进行监测，将采集到的数据通过232串行通信接口传输给MCU，MCU对数据进行处理、分析，并通过4G数据传输网络上传至监控软件平台。两个压电式双轴加速度传感器对输电线路杆塔塔身的振动参数进行实时测量，采集到的塔身加速度信号通过电压调理电路、滤波电路和AD转换电路，传输给MCU，MCU对测量数据进行处理、分析，并通过4G数据传输网络上传至监控软件平台。风速仪对杆塔周围风速和风向进行实时测量，将采集到的杆塔周围风速与风向数据通过485串行通信接口传输给MCU，MCU对测量数据进行处理、分析，并通过4G数据传输网络上传至监控软件平台。雨量计对杆塔周围雨量信息进行实时测量，将采集到的杆塔周围降雨量数据通过485串行通信接口传输给MCU，MCU对测量数据进行处理、分析，并通过4G数据传输网络上传至监控软件平台。

本申请实施例中还提供了一种输电线路杆塔监测系统的实施例，包括太阳能供电装置和前述输电线路杆塔监测装置实施例中的输电线路杆塔监测装置，其中，太阳能供电装置包括太阳能电池板和蓄电池；

太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，并将电能送于蓄电池存储；

蓄电池用于为输电线路杆塔监测装置供电。

需要说明的是，本申请实施例中，在输电线路杆塔基旁边设置有太阳能供电装置，太阳能供电装置与输电线路杆塔监测装置连接，为输电线路杆塔监测装置提供电源。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。