一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统的制作方法

专利检索2025-04-25  13


发明涉及杆塔姿态监测领域,具体为一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统。


背景技术:

1、近年来,电力作为现代基础产业得到了迅速发展。平顶山电网由于跨不同地质条件的输电线路所经区域地形复杂,采动区较多,现在采动区的杆塔比例已占到4%,并且随着电网建设规模的不断扩大,其占比不可避免的会在采动区进行建设,其占比也会逐年增加。采动区可能会导致山体移动的发生,因此会导致杆塔倾斜、沉降、位移等,以及线路拉力与弧垂改变等各种影响线路正常运行的状况,严重威胁到平顶山电网的安全运行。

2、尽管输电杆塔选址建设前会经过严谨的地质勘察、勘测,采动区输电线路建设往往选择已充分采动,且无重复开采的地区,且基础底部采用防护大板,基础地脚螺栓外露部分适当加长,遇到倾斜严重的给予纠偏处理。但受后期自然灾害、矿产开采计划调整等因素导致的地质沉降,进一步导致输电线路杆塔倾斜、变形、受损,更严重的会导致杆塔倒塌,为此我们提出了一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,发明提供了一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述所述目的,发明提供如下技术方案:一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,包括mcu、gnss定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统,gnss定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统的输出端分别与mcu的输入端连接,通信模块采用4g模块。

5、优选的,所述定位系统主要由gnss接收机和gnss天线组成,gnss接收机和gnss天线均与mcu连接,用于接收北斗导航信号。

6、优选的,所述辅助传感器模块包括加速度传感器、倾角传感器、风速风向传感器,加速度传感器、倾角传感器、风速风向传感器均与mcu连接。

7、优选的,所述加速度传感器用于测量物体的振动加速度,加速度传感器安装于输电塔顶部及塔中位置,用于测量两2个高度4个方向的加速度变化量,测量范围为±2g,分辨率为5×10-5g,频率响应范围为0.25hz。

8、优选的,所述倾角传感器安装于输电塔顶部,用于测量输电塔的倾斜角度,测量范围为±30°,测量灵敏度为10"。

9、优选的,所述风速风向传感器通过超声波在空气中传播的时差来计算风速和风向,风速风向传感器安装于输电塔塔身距地10m左右的位置,用于测量输电塔周边的风速风向,测量风速为0~60m/s,测量精度为±0.3m/s,风向测量范围为0°~359°,测量精度为±3°。

10、优选的,静力水准监测模块包括水准传感器,用于监测塔基基脚的多点相对沉降量。

11、优选的,供电系统包括太阳能供电模块、控制器、聚合物锂电池以及系统电源,供电模块以及聚合物锂电池的输出端与控制器的输入端连接,控制器的输出端与系统电源的输入端连接。

12、(三)有益效果

13、与现有技术相比,发明提供了一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,具备以下有益效果:

14、1、该采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,将cors服务技术、水准平衡监测技术与gnss差分定位技术应用于输电线路杆塔姿态监测领域;提出了综合考虑伪距平滑差分与相位平滑差分的输电线路杆塔定位改进算法,基于静力水准的塔基各基脚不均匀沉降监测等算法和技术,进一步提高了检测输电杆塔沉降方位、平移距离或倾斜角度的准确性。有效地减少由于输电杆塔倾斜、沉降、位移等因素而引起的输电系统事故。将大幅度降低输电线路巡视次数,为输电线路维护工作带来极大便捷。解决了输电系统安全运行和维护管理的大难题,实现了输电线路的数字化管理。

15、2、该采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,利用cors服务技术、gnss载波相位差分技术、基脚平衡监测技术,结合现有空间测量技术与其它电子传感技术,监测塔基沉降,感知铁塔位移,预测与治理可能引起的各种事故是现有技术条件下可以完成的工作,能有效提高工作效率和输电系统管理部门的管理精细化程度,保证电网正常运行。



技术特征:

1.一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于,包括mcu、gnss定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统,gnss定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统的输出端分别与mcu的输入端连接,通信模块采用4g模块。

2.根据权利要求1所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述定位系统主要由gnss接收机和gnss天线组成,gnss接收机和gnss天线均与mcu连接,用于接收北斗导航信号。

3.根据权利要求1所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述辅助传感器模块包括加速度传感器、倾角传感器、风速风向传感器,加速度传感器、倾角传感器、风速风向传感器均与mcu连接。

4.根据权利要求3所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述加速度传感器用于测量物体的振动加速度,加速度传感器安装于输电塔顶部及塔中位置,用于测量两2个高度4个方向的加速度变化量,测量范围为±2g,分辨率为5×10-5g,频率响应范围为0.25hz。

5.根据权利要求3所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述倾角传感器安装于输电塔顶部,用于测量输电塔的倾斜角度,测量范围为±30°,测量灵敏度为10"。

6.根据权利要求3所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述风速风向传感器通过超声波在空气中传播的时差来计算风速和风向,风速风向传感器安装于输电塔塔身距地10m左右的位置,用于测量输电塔周边的风速风向,测量风速为0~60m/s,测量精度为±0.3m/s,风向测量范围为0°~359°,测量精度为±3°。

7.根据权利要求3所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述静力水准监测模块包括水准传感器,用于监测塔基基脚的多点相对沉降量。

8.根据权利要求1所述的一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,其特征在于:所述供电系统包括太阳能供电模块、控制器、聚合物锂电池以及系统电源,供电模块以及聚合物锂电池的输出端与控制器的输入端连接,控制器的输出端与系统电源的输入端连接。


技术总结
本发明涉及杆塔姿态监测领域,且公开了一种采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,包括MCU、GNSS定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统,GNSS定位系统、辅助传感器模块、静力水准监测模块、通信模块以及供电系统的输出端分别与MCU的输入端连接,通信模块采用4G模块,该采动区输电杆塔姿态监测与分析系统,利用CORS服务技术、GNSS载波相位差分技术、基脚平衡监测技术,结合现有空间测量技术与其它电子传感技术,监测塔基沉降,感知铁塔位移,预测与治理可能引起的各种事故是现有技术条件下可以完成的工作,能有效提高工作效率和输电系统管理部门的管理精细化程度,保证电网正常运行。

技术研发人员:郭晓飞,孙君录,赵元林,张逸群,周乐超,肖春伟,邱骏,贾子昊,屠耀宇,付亚辉,申思勉,李文玉,朱善见,林栋,刘俊鹏,田振川,宋少航,梁玉立,程传宗,杨帆,张文晓
受保护的技术使用者:国网河南省电力公司平顶山供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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