基于高精度GNSS的配网杆塔倾斜监测装置的制作方法

基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置
技术领域
1.本发明属于电力安全技术领域，具体涉及一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置。


背景技术：

2.当前电力行业发展速度较快，电力企业在实际发展过程中，架空送电线路塔杆的安全对输电线路正常运行具有重要作用和意义。配网线路终年暴露在野外，容易遭受雷电、暴雨、台风、冰雪的侵袭，时常发生塔基滑坡、塌陷，塔杆倾斜、断裂、倒塔等事故，如果架空送电线路杆塔出现严重的倾斜问题，会对输电线路安全运行造成重大影响。严重情况下，会导致出现倒塔断线问题，严重威胁供电系统的稳定运行及人民财产安全。因此，对杆塔的倾斜情况进行实时监测是十分必要的。
3.在现有技术中，测量杆塔倾斜率通常包括三种方法：一是运用经纬仪测量杆塔倾斜率；二是运用重锤测量杆塔倾斜率；三是利用倾角传感器测量杆塔倾斜率。前两种方法不能实时监测杆塔的健康情况，均需要人工到现场进行测量。而后一种方法需要杆塔出现较为明显的倾斜角度后才能够监测出来，会造成后续杆塔扶正的工作量变大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在解决采用现有方法测量杆塔倾斜度时存在的不能实时监测杆塔的健康情况，均需要人工到现场进行测量以及需要测量较明显的倾斜角度，会造成后续杆塔扶正的工作量变大的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置，包括：主站、第一gnss机和第二gnss机；
7.第一gnss机设置于监测点，用于实时获取监测点的经纬度和海拔数据并发送至主站；
8.第二gnss机设置于基准点，用于实时获取基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站；
9.主站用于比较接收到的经纬度和海拔数据判断监测点的平移和沉降情况。
10.进一步地，第一gnss机设置于监测点具体为：
11.第一gnss机设置于监测点的杆塔上或塔基处。
12.进一步地，还包括：固定立柱和防护警示围栏；
13.固定立柱通过水泥灌注在监测点和基准点，第一gnss机和第二gnss机固定在固定立柱上；
14.防护警示围栏围绕固定立柱进行设置。
15.进一步地，第一gnss机和第二gnss机均包括：控制箱体和gnss天线；
16.控制箱体设置于固定立柱的柱身处，gnss天线设置于固定立柱的顶端；
17.控制箱体通过gnss天线实时获取监测点或基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站。
18.进一步地，控制箱体具体包括：gnss主机、传输模块和电源控制器；
19.gnss主机用于通过gnss天线实时获取监测点或基准点的经纬度和海拔数据；
20.传输模块用于将经纬度和海拔数据发送至主站；
21.电源控制器用于为配网杆塔倾斜监测装置提供外部电源或内部电源。
22.进一步地，还包括：蓄电池；
23.蓄电池与电源控制器相接，用于作为配网杆塔倾斜监测装置的内部电源。
24.进一步地，还包括：太阳能板；
25.太阳能板固定于固定立柱的柱身上并与电源控制器相接，用于作为配网杆塔倾斜监测装置的外部电源以及为蓄电池充电。
26.综上，本发明提供了一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置，包括主站、第一gnss机和第二gnss机，其中第一gnss机设置于监测点，用于实时获取所述监测点的经纬度和海拔数据并发送至主站，第二gnss机设置于基准点，用于实时获取所述基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站；主站用于比较接收到的经纬度和海拔数据，判断所述监测点的平移和沉降情况。本发明通过将gnss机设置于基准点和监测点，利用主站判断监测点相对于基准点的数据变化，从而得到当前监测点的变化情况。该方法操作简单，测量精度较高，可以实现对监测点杆塔的实时监测。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
28.图1为本发明实施例提供的一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置的原理示意图；
29.图2为本发明实施例提供的控制箱体的内部结构示意图。
30.附图中：1-gnss天线、2-太阳能板、3-固定立柱、4-控制箱体、5-电源连接线、6-胶体蓄电池、7-4g传输终端、8-电源控制器、9-gnss主机。
具体实施方式
31.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.当前电力行业发展速度较快，电力企业在实际发展过程中，架空送电线路塔杆的安全对输电线路正常运行具有重要作用和意义。配网线路终年暴露在野外，容易遭受雷电、暴雨、台风、冰雪的侵袭，时常发生塔基滑坡、塌陷，塔杆倾斜、断裂、倒塔等事故，如果架空
送电线路杆塔出现严重的倾斜问题，会对输电线路安全运行造成重大影响。严重情况下，会导致出现倒塔断线问题，严重威胁供电系统的稳定运行及人民财产安全。因此，对杆塔的倾斜情况进行实时监测是十分必要的。
33.在现有技术中，测量杆塔倾斜率通常包括三种方法：
34.1、运用经纬仪测量杆塔倾斜率。工作人员运用经纬测量方法，测量直线杆塔倾斜情况下，针对横向路方向倾斜数值测量，将经纬仪设备放置顺线路方向，距杆塔两倍远线路中心线，测量出准确横垂直线路方向倾斜数值。另外，运用经纬仪测量方式情况下，将经纬仪设备放置在横线路方向，通过经纬仪设备，测量杆塔与地面之间高度。
35.该方法需要人到现场进行人工测量，现场工作量大，不能实时监测杆塔的健康情况，需要人到现场测量，增加工作危险性。
36.2、运用重锤测量杆塔倾斜率。针对重锤测量杆塔倾斜值方法，需在杆塔顶部中心，用细绳吊重锤垂直地面。量出垂肩处到杆塔之间距离，从而得出杆塔地面上部位置倾斜值。
37.该方法需要人到现场进行人工测量，现场工作量大，不能实时监测杆塔的健康情况，需要人到现场测量，增加工作危险性。
38.3、运用倾角传感器测量杆塔倾斜率。一款用于监测杆塔倾斜角度数据的实时在线监测设备，以数字列表、曲线和图表的形式反应杆塔倾斜程度，由倾角传感器实时监测输电杆塔的横向倾斜和纵向倾斜等数据，通过无线传输网络将相关数据传输回监控管理中心，当输电杆塔的倾角超过预设值的时候，会自动触发告警，线路维护人员可及时对输电杆塔进行处理，避免事故发生。
39.该方法需要杆塔有明显的倾斜角度后，才可以监测出来，对于后续的杆塔扶正工作量大。
40.基于此，本发明提供一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置。
41.以下是对本发明的一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置的实施例进行的详细介绍。
42.请参阅图1，本实施例提供了一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置，包括：主站、第一gnss机和第二gnss机。
43.需要说明的是，gnss是指全球导航卫星系统，全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
44.在本实施例中。第一gnss机设置于监测点，用于实时获取监测点的经纬度和海拔数据并发送至主站。
45.需要说明的是，监测点是指对应于待测量杆塔或塔基处而选取的点。第一gnss机安装在监测点杆塔的塔身上或者塔基处，主要作用是通过全球导航卫星系统获取杆塔或塔基处的经纬度和海拔数据。若第一gnss机安装于塔基处，则尽量将其安装在容易塌陷的塔基处。
46.在本实施例中，第二gnss机设置于基准点，用于实时获取基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站。
47.需要说明的是，基准点是指地基较为稳定的点，其具体选择在地基稳固的地面上(可以考虑安装在变电站内，方便维护)。
48.为了实现对第一gnss机和第二gnss机的稳固安装，让其能准确获取对应点的数据。可以采取的安装方式是设置固定立柱3和防护警示围栏；其中固定立柱3通过水泥灌注在监测点和基准点，第一gnss机和第二gnss机固定在固定立柱3上，具体可通过螺栓固定在立柱上，方便拆卸维护；防护警示围栏围绕固定立柱3进行设置，防护警示围栏的作用是防止设备被外力破坏或被盗。
49.上述的第一gnss机和第二gnss机均包括控制箱体和gnss天线1；其中控制箱体4设置于固定立柱3的柱身处，gnss天线1设置于固定立柱3的顶端；控制箱体通过gnss天线1实时获取监测点或基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站。
50.如图2所示，控制箱体4具体包括gnss主机9、传输模块和电源控制器8。gnss主机9用于通过gnss天线1实时获取监测点或基准点的经纬度和海拔数据；传输模块用于将经纬度和海拔数据发送至主站；电源控制器8用于为配网杆塔倾斜监测装置提供外部电源或内部电源。
51.gnss主机采用一体式设计，集成gnss接收器、产品可以单系统定位，也可以多系统联合定位。随着我国北斗3代卫星启用，系统可靠性和实用性不断加强，特别在恶劣环境下的应用，北斗 gps联合应用，增加跟踪卫星数量，提高gnss高精度定位的可用性及可靠性，使在高遮挡地区的定位应用成为可能。
52.传输模块可以选用4g传输终端7，利用运营商网络实现与主站的数据交互。
53.为了实现实时监测的功能，电源控制器8通过电源连接线5与各模块相接，通过蓄电池和太阳能板2为装置提供内部或外部电源。具体的，太阳能板2固定于固定立柱3的柱身上并与电源控制器8相接，用于作为配网杆塔倾斜监测装置的外部电源。蓄电池与电源控制器8相接，用于作为配网杆塔倾斜监测装置的内部电源。蓄电池具体采用胶体蓄电池6。
54.具体的，太阳能板2通过太阳能给胶体蓄电池充电并通过电源控制器给gnss主机9和4g传输终端7供电，gnss主机9通过gnss天线1采集的现场的经纬度数据后通过485/232接口和4g传输终端7连接，再通过4g传输终端将采集的经纬度数据上传到主站，由主站对比监测点和基准点各自的gnss主机采集的经纬度数据后自动判定杆塔是否会有存在倾斜的危险性，实现实时检测。
55.在本实施例中，主站用于根据接收到的经纬度和海拔数据判断监测点的平移和沉降情况。
56.需要说明的是，主站监测点的数据如和基准点的数据偏差超过设定的阈值(一般设定偏差5mm以上)，则杆塔会有倾斜异常的风险。杆塔和塔基平移、沉降情况是实时监测，通过gnss主机采集经纬度和海拔等数据来进行计算的，沉降也是通过水平差分来计算。
57.本实施例提供了一种基于高精度gnss的配网杆塔倾斜监测装置，包括主站、第一gnss机和第二gnss机，其中第一gnss机设置于监测点，用于实时获取所述监测点的经纬度和海拔数据并发送至主站，第二gnss机设置于基准点，用于实时获取所述基准点的经纬度和海拔数据并发送至主站；主站用于比较接收到的经纬度和海拔数据，判断所述监测点的平移和沉降情况。本发明通过将gnss机设置于基准点和监测点，利用主站判断监测点相对于基准点的数据变化，从而得到当前监测点的变化情况。该方法操作简单，测量精度较高，可以实现对监测点杆塔的实时监测。
58.该装置将高精度gnss接收机安装在杆塔上或者容易塌陷的塔基处，通过与基准站
联合定位，实时监测杆塔和塔基的平移、沉降情况，提前预知杆塔的情况，方便工作人员提前做好对应的决策工作。并且该装置还替代了人工巡检，降低人员前往高危险区域的频次，保障了运维人员的人身安全，减少了工作量。实时监测，节约了人力物力成本。
59.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。