基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警方法及其装置与流程

本发明属于杆塔倾斜监测，具体涉及一种基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警方法和一种基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警装置。

背景技术：

1、配网是电网向用户输送能量的末端通道，具有分布广、供用电环境复杂、运行维护难度大等特点，长期以来缺乏智能高效的运行监测、运维管理手段。随着配电网精益化管理要求的不断提升，推进低压配电网向智能化发展，成为建设一流现代化配电网的重要战略之一。

2、目前配网架空线路保有量依然巨大，架空线路在成本、可维护性方面依然比电缆通道有着很大优势，依然是全球和国内主要采用的末端电能输送模式。但是在有些地方每年都有因台风和山洪暴雨等自然环境灾害引发的配网杆塔倒伏事故，另外众多配网线路沿乡村公路布设，也有不少因交通工具、农用机械碰撞导致的杆塔与线路损伤，这些事故给配网安全运行、运维管理和抢修带来巨大压力。所以，如何迅速确定杆塔倾斜或者塌陷以及提前预警就有着重大意义和必要性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警方法及其装置，其通过激光模块和激光反射板实时监测杆塔的倾斜角度，并且设置多级预警，从而使得该杆塔在位于不同的倾斜角度时进行不同程度的预警，其具有精度高、智能化和便捷化等优点。

2、为达到以上目的，本发明提供一种基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：将激光模块安装于杆塔顶部并且调节激光模块的发射角度，以使得发射单元的发射方向始终竖直向下(并不会随着杆塔的倾斜而变动，发射角度一直竖直向下)；

4、步骤s2：将激光反射板安装于杆塔并且调节激光反射板的安装位置，以作为水平基准面(与杆塔垂直，如果将地面作为水平基准面不太精确，以为安装杆塔的地面不一定是水平的)；

5、步骤s3：激光模块的发射单元发射的激光到达激光反射板之后进行反射，并且被激光模块的接收单元进行接收，从而处理单元根据接收时间(根据激光的传播速度和时间可以获知发射单元到激光反射板的竖直距离)以及激光反射板到激光模块的固定距离(在安装时将该距离参数输入到处理单元)计算出当前杆塔的倾斜角度；

6、步骤s4：处理单元对当前倾斜角度进行处理，以判断是否达到预设的倾斜角度阈值，如果达到则生成报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(从而让工作人员进行现场维修等操作)。

7、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在杆塔上设有滑轨模块并且激光反射板安装于滑轨，其中：

8、接收单元接收来自后台发送的对于当前杆塔的最大倾斜角度要求(不同时期不地区对于最大倾斜角度要求不同)，从而判断当前激光反射板的安装位置是否满足最大倾斜角度要求(当激光反射板的安装位置较低时，使得发射单元能否被反射的范围较小，进而使得可检测的最大倾斜角度较小)，如果满足则保持该激光反射板在滑轨上的位置，否则：

9、处理单元发射驱动指令到用于驱动激光反射板的驱动电机，从而改变激光反射板在滑轨上的安装高度，以使得该安装高度满足对于当前杆塔的最大倾斜角度要求，并且获得具体的安装高度后更新激光反射板到激光模块的固定距离。

10、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，处理单元根据最大倾斜角度要求设置多级预警，具体实施为：

11、当杆塔的倾斜角度达到第一倾斜角度阈值时，处理单元生成第一报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警)，并且激光模块通过第一颜色报警灯进行颜色报警(实地报警)；

12、当杆塔的倾斜角度达到第二倾斜角度阈值时，处理单元生成第二报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警)，并且激光模块通过第二颜色报警灯进行颜色报警(实地报警)；

13、当杆塔的倾斜角度达到第三倾斜角度阈值时(即达到最大倾斜角度)，处理单元生成第三报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警，让后台工作人员根据不同的阶段进行不同的措施)，并且激光模块通过第三颜色报警灯进行颜色报警(实地报警，路过的工作人员能够直接获知当前杆塔位于哪一阶段)。

14、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在杆塔的底端设有环状支撑模块，其中：

15、当杆塔的倾斜角度达到第三倾斜角度阈值时，处理单元驱动环状支撑模块，以使得环状支撑模块进行上升并且环状支撑模块的顶端抵住杆塔(一方面可以抵住杆塔，防止杆塔快速倾斜，有更多的时间让工作人员到达维修，提高安全性，另一方面可作为环状护栏，提醒周围的人，该杆塔具有倾斜的危险，请勿靠近)。

16、本发明公开了一种基于激光测距的杆塔倾斜监测和预警装置，包括激光模块和激光反射板，其中：

17、将激光模块安装于杆塔顶部并且调节激光模块的发射角度，以使得发射单元的发射方向始终竖直向下(并不会随着杆塔的倾斜而变动，发射角度一直竖直向下)；

18、将激光反射板安装于杆塔并且调节激光反射板的安装位置，以作为水平基准面(与杆塔垂直，如果将地面作为水平基准面不太精确，以为安装杆塔的地面不一定是水平的)；

19、激光模块的发射单元发射的激光到达激光反射板之后进行反射，并且被激光模块的接收单元进行接收，从而处理单元根据接收时间(根据激光的传播速度和时间可以获知发射单元到激光反射板的竖直距离)以及激光反射板到激光模块的固定距离(在安装时将该距离参数输入到处理单元)计算出当前杆塔的倾斜角度；

20、处理单元对当前倾斜角度进行处理，以判断是否达到预设的倾斜角度阈值，如果达到则生成报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(从而让工作人员进行现场维修等操作)。

21、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在杆塔上设有滑轨模块并且激光反射板安装于滑轨，其中：

22、接收单元接收来自后台发送的对于当前杆塔的最大倾斜角度要求(不同时期不地区对于最大倾斜角度要求不同)，从而判断当前激光反射板的安装位置是否满足最大倾斜角度要求(当激光反射板的安装位置较低时，使得发射单元能否被反射的范围较小，进而使得可检测的最大倾斜角度较小)，如果满足则保持该激光反射板在滑轨上的位置，否则：

23、处理单元发射驱动指令到用于驱动激光反射板的驱动电机，从而改变激光反射板在滑轨上的安装高度，以使得该安装高度满足对于当前杆塔的最大倾斜角度要求，并且获得具体的安装高度后更新激光反射板到激光模块的固定距离。

24、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，处理单元根据最大倾斜角度要求设置多级预警，具体实施为：

25、当杆塔的倾斜角度达到第一倾斜角度阈值时，处理单元生成第一报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警)，并且激光模块通过第一颜色报警灯进行颜色报警(实地报警)；

26、当杆塔的倾斜角度达到第二倾斜角度阈值时，处理单元生成第二报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警)，并且激光模块通过第二颜色报警灯进行颜色报警(实地报警)；

27、当杆塔的倾斜角度达到第三倾斜角度阈值时(即达到最大倾斜角度)，处理单元生成第三报警信息并且通过无线传输单元进行远程传输(远程报警，让后台工作人员根据不同的阶段进行不同的措施)，并且激光模块通过第三颜色报警灯进行颜色报警(实地报警，路过的工作人员能够直接获知当前杆塔位于哪一阶段)。

28、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在杆塔的底端设有环状支撑模块，其中：

29、当杆塔的倾斜角度达到第三倾斜角度阈值时，处理单元驱动环状支撑模块，以使得环状支撑模块进行上升并且环状支撑模块的顶端抵住杆塔(一方面可以抵住杆塔，防止杆塔快速倾斜，有更多的时间让工作人员到达维修，提高安全性，另一方面可作为环状护栏，提醒周围的人，该杆塔具有倾斜的危险，请勿靠近)。