[發(fā)明專利]一種雙天線輸電線路塔架傾斜、下沉和水平移位監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104215973B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 謝紅五;葛小軍;謝力揚;石磊;陳志文;章超
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山西省電力公司長治供電公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G08C17/02;H04L29/08
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發(fā)明涉及于電力輸送工程領域，可監(jiān)測位于不良地質區(qū)域輸電線路塔架的傾斜、下沉和水平位移,具體為一種雙天線輸電線路塔架傾斜、下沉和水平移位監(jiān)測裝置。

背景技術

超高壓和特高壓輸電線路是電能輸送的大通道，它的安全運行對國家安全、國民經(jīng)濟運行和社會穩(wěn)定至關重要。在輸電線路勘察設計階段，設計部門對線路的路徑及塔架的選址都會精心選址，但由于各種自然原因和人為因素和經(jīng)濟技術條件必然使得部分輸電線路塔架將位于地質不良的區(qū)域。位于煤礦采空區(qū)的輸電線路塔架下沉數(shù)米、水平移動數(shù)米、塔身傾斜數(shù)度的情況都曾經(jīng)多次在地質不穩(wěn)定的地區(qū)發(fā)生過。塔身下沉和順線路傾斜會導致導線對地距離下降、絕緣距離不足而發(fā)生導線對地或對導線下方物體放電事故；塔身順線路傾斜還會導致塔架另一側導線張力加大，發(fā)生塔身變形甚至拉斷導線等事故。這些事故將對社會政治、經(jīng)濟和人民生活帶來負面影響。為了監(jiān)測輸電線路塔架下方地質變化情況，以前的線路維護人員需要在塔架附近架設光學經(jīng)緯儀來監(jiān)測塔頭順線路和橫線路方向的位移、監(jiān)測導線對地距離、監(jiān)測塔身變形等狀態(tài)。目前常采用在塔身上方安裝雙軸傾角傳感器作為測量元件研發(fā)的基于GSM通訊方式的輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了輸電線路桿塔傾斜的連續(xù)實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)上報功能。但是由于塔身本身存在撓度，傾角傳感器的測量值并不是塔身傾斜的實際角度，而且該裝置不能測量塔架的下沉和水平移位值。隨著我國能源重心的西移和西電東送規(guī)模的擴大，原有的監(jiān)測裝置已不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前輸電線路塔架傾斜檢測裝置無法真實測量塔架傾斜角度以及不能測量塔架下沉和水平移位值的技術問題，提供一種雙天線輸電線路塔架傾斜、下沉和水平移位監(jiān)測裝置。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：一種雙天線輸電線路塔架傾斜、下沉和水平移位監(jiān)測裝置，包括基準站和移動站；所述基準站包括第一GNSS衛(wèi)星接收板、分別與第一GNSS衛(wèi)星接收板兩個信號輸出端連接的第一數(shù)傳電臺和基準站管理電路；基準站管理電路連接有第一GSM裝置；第一GNSS衛(wèi)星接收板信號輸入端連接有基準站定位天線；所述移動站包括一個設置在輸電線路塔架上的第二GNSS衛(wèi)星接收板、分別與第二GNSS衛(wèi)星接收板兩個信號輸出端相連接的第二數(shù)傳電臺和移動站管理電路；移動站管理電路連接有第二GSM裝置；第二GNSS衛(wèi)星接收板信號輸入端分別連接有設置在輸電線路塔架上的移動站定位天線和移動站測向天線。

本發(fā)明的工作過程如下：基準站的第一GNSS衛(wèi)星接收板通過基準站定位天線（即衛(wèi)星接收天線）接收導航衛(wèi)星的定位信息，通過第一GNSS接收板向第一數(shù)傳電臺輸出CMR信息，第一數(shù)傳電臺向安裝在輸電線路塔架上的移動站上的第二GNSS衛(wèi)星接收板發(fā)送RTK校正信息。

移動站采用第二GNSS衛(wèi)星接收板和雙頻雙系統(tǒng)衛(wèi)星接收天線（測向天線和定位天線）接收導航衛(wèi)星的定位信息，通過第二數(shù)傳電臺接收基準站發(fā)出的RTK校正信息。移動站上的第二GNSS衛(wèi)星接收板上安裝有定位和測向兩個GNSS接收天線，接收板對導航衛(wèi)星信號和RTK校正信息進行解算，通過串口GGA語句輸出移動站定位天線的經(jīng)緯度坐標和海拔高程信息，通過AVR語句輸出移動站測向天線相對于定位天線的方位角、傾斜角和兩天線間的距離等信息。移動站的管理電路接收GGA和AVR語句并對數(shù)據(jù)進行處理，剔除RTK校正不良和PDOP值不良的信息，將處理過的數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡傳輸至后臺計算機。計算機就可以得到該輸電線路塔架的傾斜、下沉和水平移位的信息。

所述的RTK技術（Real Time Kinematic）即載波相位差分技術，將基準站接收的載波相位發(fā)送給移動站，并與移動站接收的SNSS衛(wèi)星載波相位求差，然后求解其坐標。該方法能實時提供移動站的三維坐標，并能達到厘米級的高精度。測向與定位天線的安裝布置方式為本領域技術人員所公知的，是容易實現(xiàn)的。GSM為全球移動通信系統(tǒng)。

本發(fā)明利用具有測向功能的高精度GNSS衛(wèi)星接收板、具有多路徑抑制功能的導航衛(wèi)星信號接收天線、數(shù)傳電臺、GSM通訊裝置和設立RTK校正基準站的方法，解決了以前輸電線路塔架狀態(tài)監(jiān)測裝置不能解決的問題，實現(xiàn)了輸電線路塔架傾斜、下沉和水平移位的在線實時監(jiān)測。

附圖說明

圖1本發(fā)明基準站結構示意圖。

圖2 本發(fā)明移動站結構示意圖。

圖3移動站的工作原理圖。

圖4管理電路的結構示意圖。