[發明專利]一種輸電線路桿塔監測系統及方法

在審

• 申請號: 202210475230.8
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN115046528A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李孟軒;韓軍科;楊知;劉彬;李丹煜;趙斌濱;趙彬;劉毅;王劍;漢京善;孔小昂;姬昆鵬;劉暢;張國強
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01B17/00;G01C1/00;G01C9/00;G01H1/14;G01H1/16;G01H17/00;G01P15/18
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種輸電線路桿塔監測系統，其特征在于，包括：監測主模塊(1)和監測從模塊(2)；

所述監測從模塊(2)設于桿塔中部，用于監測塔腳沉降，獲取塔腳沉降數據，并將所述塔腳沉降數據發送至監測主模塊(1)；

所述監測主模塊(1)設于輸電線路塔腳，用于監測桿塔振動和傾斜狀態，獲取桿塔振動數據和傾斜數據，根據所述桿塔振動數據、傾斜數據和接收的塔腳沉降數據進行數據計算，得到桿塔狀態參數。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述監測從模塊(2)包括：天線模塊(12)、超聲波測距模塊(11)、傾角傳感器模塊(14)、運算模塊(15)和通訊模塊(16)；

其中，所述天線模塊(12)與監測主模塊(1)進行無線連接；

所述超聲波測距模塊(11)、傾角傳感器模塊(14)、運算模塊(15)、通訊模塊(16)和天線模塊(12)依次進行連接；

其中，所述超聲波測距模塊(11)，用于對塔腳距離進行測量，獲取塔腳初始距離值和各時刻的距離值；

所述傾角傳感器模塊(14)，用于對塔腳傾角進行測量，獲取塔腳初始傾角值和各時刻的傾角值；

所述運算模塊(15)，用于根據所述塔腳初始距離值和塔腳初始傾角值，通過三角函數關系對監測從模塊(2)進行距離計算，獲取監測從模塊(2)離地初始距離；并通過各時刻的塔腳距離值和各時刻的塔腳傾角值解算監測從模塊(2)各時刻的離地距離；將所述各時刻的離地距離和所述監測從模塊(2)離地初始距離進行差值計算，獲取塔腳沉降數據；

所述通訊模塊(16)和天線模塊(12)，用于將所述塔腳沉降數據發送至監測主模塊(1)。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述監測從模塊(2)還包括：電池模塊(13)和太陽能電池板；

所述太陽能電池板，用于對所述電池模塊(13)進行供電；

所述電池模塊(13)，用于為超聲波測距模塊(11)、傾角傳感器模塊(14)、運算模塊(15)和通訊模塊(16)進行供電。

4.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述監測從模塊(2)安裝數目根據需要監測沉降的塔腳數目進行匹配部署。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述監測主模塊(1)包括：天線模塊(4)、三軸加速度計(7)、傾角傳感器(8)、主控模塊(9)和通訊模塊(10)；

其中，所述天線模塊(4)與監測從模塊(2)進行無線連接；

所述三軸加速度計(7)、傾角傳感器(8)、主控模塊(9)、通訊模塊(10)和天線模塊(4)依次進行連接；

其中，所述三軸加速度計(7)，用于對桿塔振動加速度進行監測，獲取桿塔振動加速度值；

所述傾角傳感器(8)，用于對桿塔傾角進行監測，獲取桿塔傾角值，并根據所述桿塔傾角值判斷桿塔傾斜狀態，確定桿塔傾斜值；

所述主控模塊(9)，用于根據所述桿塔振動加速度值和桿塔傾斜值，通過解算算法對桿塔振動幅值和頻率進行解算，得到桿塔狀態參數；

其中，所述桿塔狀態參數包括：桿塔振動特征量和傾斜量；

所述桿塔振動特征量包括：桿塔振動頻率值和桿塔振動幅值；

所述通訊模塊(10)和天線模塊(4)，用于接收監測從模塊(2)獲取的塔腳沉降數據。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述監測主模塊(1)外殼材料為陽極氧化鋁。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：后臺系統，所述后臺系統與監測主模塊(1)的天線模塊(4)進行無線連接；對所述桿塔狀態參數進行存儲，并根據存儲的桿塔狀態參數進行數據展示。

8.一種輸電線路桿塔監測方法，其特征在于，包括：

通過設置于輸電線路塔腳的監測從模塊(2)監測塔腳沉降，獲取塔腳沉降數據，并將所述塔腳沉降數據發送至監測主模塊(1)；

通過設置于桿塔中部的監測主模塊(1)監測桿塔振動和傾斜狀態，獲取桿塔振動數據和傾斜數據，根據所述桿塔振動數據、傾斜數據和接收的塔腳沉降數據進行數據計算，得到桿塔狀態參數。