一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法及装置与流程

本发明涉及电力杆塔监测领域，尤其涉及一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法及装置。

背景技术：

1、电力杆塔是输电网络中的承重部件，杆塔多由钢材或钢筋混泥土构成，在输电网络中起主要支撑作用，杆塔是支撑架空输电线路导线和架空地线并使它们之间及与大地之间保持一定距离的杆形或塔形构筑物。

2、电力杆塔承受线缆的张力的同时，还需承受环境力的作用，使得电力杆塔在运行过程中容易受到不可抗力的作用，有时会产生不同程度的形变。现有技术的杆塔倾斜沉降监测往往设置单一传感器，只能监测到单一位置的倾斜或者沉降，存在难以检测出杆塔的不均匀倾斜或者沉降，造成检测误差的问题。

3、例如，一种在中国专利文献上公开的“一种杆塔监测方法”，其公告号cn115046590a，包括对杆塔倾斜、杆塔挠度、塔基沉降以及杆塔边坡滑移监测；杆塔倾斜监测采用倾斜仪监测杆塔的线路走向倾斜、线路横向倾斜的变化；杆塔挠度监测采用北斗高精度接收机和倾斜仪监测，监测杆塔挠度变化；塔基沉降监测采用北斗高精度接收机监测塔基的位移量、沉降变化以及沉降速度；杆塔边坡滑移监测采用北斗高精度接收机对杆塔基周围存在隐患的地表或边坡处的表面位移监测；杆塔倾斜和塔基沉降监测的监测采用单天线监测方法、双天线监测方法或四天线监测方法监测。上述方案通过设置不同角度的倾斜仪监测杆塔状态，但是对于杆塔出现同一分支在不同方向不均匀倾斜时，单一倾斜仪往往只能检测当前位置相对与参照物的角度，存在检测误差。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术的电力杆塔倾斜沉降监测方法存无法监测杆塔不同向不均匀倾斜的问题，提供一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法及装置，通过设置传感器阵列，对比各个监测位点的倾角，提高倾角监测精度。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，包括：

4、s1：在杆塔塔身纵向依次设置若干倾角采集点位，在杆塔的每个支架上分别设置沉降采集点位；

5、s2：确认杆塔倾角基准值和杆塔沉降基准值；

6、s3：对电力杆塔的倾角采集点位和沉降采集点位进行数据采集，并基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔的倾斜沉降情况；

7、s4：基于杆塔倾斜和沉降情况的评估结果加入到历史数据库中。

8、若干倾角采集点均匀分布在杆塔一侧，且倾角采集点的间距相等，当杆身产生不均匀形变时，会引起倾角传感器的读值变化，相邻传感器之间数据比对，便于模拟出杆塔形态，避免误判，提高监测精度；支架承受线缆的拉力，为相对容易产生沉降的部位，在支架上设置沉降传感器，当支架产生弯折或者形变时，均会发生高度变化使沉降传感器的读值发生变化，对杆塔不同部位进行分类，再做监测，进一步提高监测精度。

9、作为优选，所述确认杆塔倾角的基准值和杆塔沉降的基准值包括：

10、基于杆塔底部的初始海拔在杆塔一侧设置基准平面，基于杆塔初始倾角在基准平面上设置基准倾角，在基准平面上设置沉降采集点位，在基准倾角上设置倾角采集点位；将在基准平面上采集的点位信息作为沉降基准值，将在基准倾角上采集的点位信息作为倾角基准值。以杆塔初始状态为基准值设置基准监测点，避免了工程值与现实值之间的误差，进一步提高数据精度。

11、作为优选，所述基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔倾斜沉降情况包括：

12、s31：将倾角采集值与基准值进行对比分析，将相邻点位的倾角采集值进行对比分析；

13、将沉降采集值与基准值进行对比分析，将相邻点位的沉降采集值进行对比分析。

14、作为优选，所述对比分析包括：

15、步骤s311：基于沉降基准值和倾角基准值构建杆塔基准点阵模型，将基准点阵模型中的相邻监测点连接形成基准模型；

16、步骤s312：基于沉降采集值和沉降基准值构建杆塔监测点阵模型，将监测点阵模型中的相邻监测点连接形成监测模型；

17、步骤s313：将监测模型和基准模型重叠设置，进行对比分析；

18、步骤s314：提取监测点阵相对与基准点阵的偏移坐标值，提取监测模型中的特征线条与基准模型中的对应线条的夹角值。

19、所述基准点阵模型和监测点阵模型等比例设置，将监测数据模型化，能从整体上直观反映出杆塔的形变和倾斜程度，便于辅助进行数据分析。

20、作为优选，所述基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔倾斜沉降情况还包括：

21、提取监测模型中线条中的弯折点，提取弯折点坐标和弯折角度；将偏移坐标值、夹角值、弯折点坐标及弯折角度生成监测数据表；基于监测数据表评估杆塔倾斜沉降情况。通过对监测点连线获取弯折点，捕捉杆塔弯折区域，弯折区域往往受力能力变差，为杆塔的风险点，提前察觉弯折区域并展开维修措施，避免较大的安全隐患。

22、作为优选，所述基于监测数据表评估杆塔倾斜沉降情况包括：

23、调用历史数据中的本杆塔上一监测周期的监测数据表，将本次监测数据表中的数据与上一监测周期中监测数据表中的数据进行对比，获取每个监测数据变化的定义，综合所有数据变化定义生成杆塔倾斜沉降结果。

24、一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测系统，采用本申请任一项所述监测方法，包括：

25、传感器阵列：包括纵向设置在杆塔上的倾角传感器和设置在杆塔每个支架上的沉降传感器，以及设置在基准平面上的沉降传感器和设置在基准倾角上的倾角传感器；

26、模型构建模块：用于构建基准点阵模型和基准模型；构建监测点阵模型和监测模型；求解偏移坐标值、夹角值、弯折点坐标及弯折角度；

27、沉降结果生成模块：包括监测数据变化定义库，基于监测数据对比结果从监测数据变化定义库中拉取定义。通过对比监测数据，同时获取杆塔的形变程度和形变速度，提高监测效果。

28、作为优选，所述沉降结果生成模块包括对比模块，用于将本次监测数据表中的数据与上一监测周期汇总的监测数据表中的数据进行对比。

29、作为优选，还包括历史数据库：用于存储模型构建模块生成的监测数据，提供给沉降结果生成模块调用。

30、综上所述，本发明具有如下有益效果：（1）杆塔不同部位进行分类，分别设置倾角传感器和沉降传感器，相邻传感器之间数据比对，便于模拟出杆塔形态，避免误判，提高监测精度。（2）以杆塔初始状态为基准值设置基准监测点，避免了工程值与现实值之间的误差，进一步提高数据精度。（3）所述基准点阵模型和监测点阵模型等比例设置，将监测数据模型化，能从整体上直观反映出杆塔的形变和倾斜程度，便于辅助进行数据分析。

技术特征：

1.一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，所述确认杆塔倾角的基准值和杆塔沉降的基准值包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，所述基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔倾斜沉降情况包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，所述对比分析包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，所述基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔倾斜沉降情况还包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，所述基于监测数据表评估杆塔倾斜沉降情况包括：

7.一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测系统，采用上述权利要求1-6任一项所述的基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测系统，其特征在于，所述沉降结果生成模块包括对比模块，用于将本次监测数据表中的数据与上一监测周期汇总的监测数据表中的数据进行对比。

9.根据权利要求7或8所述的一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测系统，其特征在于，还包括历史数据库：用于存储模型构建模块生成的监测数据，提供给沉降结果生成模块调用。

技术总结
本发明公开了一种基于传感器阵列的电力杆塔倾斜沉降监测方法及装置，包括：S1：在杆塔塔身纵向依次设置若干倾角采集点位，在杆塔的每个支架上分别设置沉降采集点位；S2：确认杆塔倾角基准值和杆塔沉降基准值；S3：对电力杆塔的倾角采集点位和沉降采集点位进行数据采集，并基于沉降基准值和倾角基准值对采集数据进行处理评估杆塔的倾斜沉降情况；S4：基于杆塔倾斜和沉降情况的评估结果加入到历史数据库中。杆塔不同部位进行分类，分别设置不同传感器，相邻传感器之间数据比对，便于模拟出杆塔形态，避免误判，以杆塔初始状态为基准值设置基准监测点，将监测数据模型化，能从整体上直观反映出杆塔的形变和倾斜程度，便于辅助进行数据分析。

技术研发人员：江星华,高久国,万东,孙刚,鄢艳,陆洋,张彪,潘人奇,吴丽娟,鲁济星,程明
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13