基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统的制作方法

1.本发明属于电力工程技术领域，具体涉及基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统。


背景技术：

2.随着输变电技术的发展，野外高压电塔的巡视工作量越来越大。在传统人工巡查的基础上，也引入了视频监控系统以及无人机巡查等新技术。但是电塔倾斜与变形通过目前的常规技术手段很难监测。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，解决现有电塔倾斜与变形难以监测的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，包括安装于输电塔的输电线路监测终端，所述输电线路监测终端包括三个gnss天线、电塔倾斜与变形监测电路以及北斗通信终端，其中，三个gnss天线安装在输电塔顶部的三个拐角点上，三个gnss天线接收北斗导航卫星的导航信号并实现定位，所述电塔倾斜与变形监测电路根据三个gnss天线的定位监测电塔的倾斜与变形，所述电塔倾斜与变形监测电路的监测结果通过北斗通信终端向北斗导航卫星发送，若干输电线路监测终端的监测结果由北斗导航卫星通信传输至地面监测中心，所述地面监测中心设有客户终端。
5.优选的，三个gnss天线分布于直角三角形的三个角上。
6.优选的，所述gnss天线为bd/gps兼容性天线。
7.优选的，当电塔的倾斜与变形超过设定阈值时，所述电塔倾斜与变形监测电路向北斗导航卫星发送预警信息，并由北斗导航卫星转发至地面监测中心。
8.优选的，所述输电线路监测终端还包括气象监测分系统，所述气象监测分系统包括若干气象仪器，所述气象仪器监测的气象信息包括温度、湿度、风速。
9.优选的，还包括为输电线路监测终端供电的电源模块，所述电源模块包括风机、太阳能电池组件以及与风机、太阳能电池组件连接的锂离子电池。
10.本发明采用的技术方案，针对野外高压电塔，利用gnss高精度接收机测量，完成电塔倾斜与变形监测，利用北斗或其他通讯方式进行信息传输和危险预警，解决现有电塔倾斜与变形难以监测的问题。
11.本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
13.图1为本发明中的输电线路监测终端的示意图。
14.图2为三个gnss天线安装在输电塔顶部的三个拐角点位置示意图。
15.图3为气象监测分系统的示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.参考图1至图3所示，基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其包括安装于输电塔的输电线路监测终端，所述输电线路监测终端包括三个gnss天线、电塔倾斜与变形监测电路以及北斗通信终端，其中，三个gnss天线安装在输电塔顶部的三个拐角点上，三个gnss天线接收北斗导航卫星的导航信号并实现定位，所述电塔倾斜与变形监测电路根据三个gnss天线的定位监测电塔的倾斜与变形，所述电塔倾斜与变形监测电路的监测结果通过北斗通信终端向北斗导航卫星发送，若干输电线路监测终端的监测结果由北斗导航卫星通信传输至地面监测中心，所述地面监测中心设有客户终端。
18.由于输电线路监测终端即可完成电塔的倾斜与变形监测，实现了现场分布式解算，有效地减少了数利用卫星信号传输监测数据，无信号盲点，在应急状态下也可稳定通信。
19.其中，三个gnss天线分布于直角三角形的三个角上，即图2中所示1、2、3三个点。通过三个天线接收卫星导航信号，利用卫星导航高精度差分定位，实现mm以内的几何高精度定位。再根据姿态测量原理和卫星相对定位，可以计算得到1-2与2-3方向的倾斜角，也就是输电线路杆塔在两个方向的倾斜。由于上述姿态测量原理和卫星相对定位原理为常规技术，因此，电塔倾斜与变形监测电路可以根据上述原理进行计算处理和监测。并且当电塔的倾斜与变形超过设定阈值时，所述电塔倾斜与变形监测电路向北斗导航卫星发送预警信息，并由北斗导航卫星转发至地面监测中心，并且在客户终端上可以进行查看。
20.优选的，所述gnss天线为bd/gps兼容性天线。因此可以兼容gps信号但不依赖于gps信号
21.如图3所示，所述输电线路监测终端还包括气象监测分系统，所述气象监测分系统包括若干气象仪器，所述气象仪器监测的气象信息包括温度、湿度、风速。
22.进一步的，还包括为输电线路监测终端供电的电源模块，所述电源模块包括风机、太阳能电池组件以及与风机、太阳能电池组件连接的锂离子电池。
23.本发明将我国自主研发的北斗卫星导航系统引入到电网在线监测系统，无需依赖gps，采用姿态测量技术，无需建立稳定的基准点。
24.本发明解决了现有的监测方法的不足，建立稳定、可靠、高精度的分布式一体化自动化电塔健康监测系统，本发明在电力行业的应用，具有重大的意义：
25.1、提高电力设施安全性，减少基建工程立塔过程中因倒塔造成的人员财产损失。
26.2、为建设智能电网、智慧电网提供必要的支撑。
27.3、推动北斗的民用化，使得关系到国计民生的重要行业摆脱对美国gps的依赖。
28.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。


技术特征：
1.基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：包括安装于输电塔的输电线路监测终端，所述输电线路监测终端包括三个gnss天线、电塔倾斜与变形监测电路以及北斗通信终端，其中，三个gnss天线安装在输电塔顶部的三个拐角点上，三个gnss天线接收北斗导航卫星的导航信号并实现定位，所述电塔倾斜与变形监测电路根据三个gnss天线的定位监测电塔的倾斜与变形，所述电塔倾斜与变形监测电路的监测结果通过北斗通信终端向北斗导航卫星发送，若干输电线路监测终端的监测结果由北斗导航卫星通信传输至地面监测中心，所述地面监测中心设有客户终端。2.根据权利要求1所述的基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：三个gnss天线分布于直角三角形的三个角上。3.根据权利要求2所述的基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：所述gnss天线为bd/gps兼容性天线。4.根据权利要求1所述的基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：当电塔的倾斜与变形超过设定阈值时，所述电塔倾斜与变形监测电路向北斗导航卫星发送预警信息，并由北斗导航卫星转发至地面监测中心。5.根据权利要求1所述的基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：所述输电线路监测终端还包括气象监测分系统，所述气象监测分系统包括若干气象仪器，所述气象仪器监测的气象信息包括温度、湿度、风速。6.根据权利要求5所述的基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，其特征在于：还包括为输电线路监测终端供电的电源模块，所述电源模块包括风机、太阳能电池组件以及与风机、太阳能电池组件连接的锂离子电池。

技术总结
本发明公开了一种基于北斗导航卫星的输电塔在线监测系统，包括安装于输电塔的输电线路监测终端，输电线路监测终端包括三个GNSS天线、电塔倾斜与变形监测电路以及北斗通信终端，三个GNSS天线接收北斗导航卫星的导航信号并实现定位，电塔倾斜与变形监测电路根据三个GNSS天线的定位监测电塔的倾斜与变形，电塔倾斜与变形监测电路的监测结果通过北斗通信终端向北斗导航卫星发送，若干输电线路监测终端的监测结果由北斗导航卫星通信传输至地面监测中心。本发明利用GNSS高精度接收机测量，完成电塔倾斜与变形监测，利用北斗或其他通讯方式进行信息传输和危险预警，解决现有电塔倾斜与变形难以监测的问题。与变形难以监测的问题。与变形难以监测的问题。


技术研发人员：朱敏捷 李建华 周灵刚 朱逸芝
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司台州供电公司
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2022/1/28