一种电力塔杆故障远程监测方案及装置制造方法及图纸

一种电力塔杆故障远程监测方案及装置，通过在电力塔杆上安装监测装置，实现远程监测塔杆倾角、输电线悬垂角度以及三项电压，并将这些数据发送至控制中心，由控制中心建立相应数据库及算法来对数据进行处理，判定塔杆是否故障，从而节省了传统人工进行故障排查消耗的人力物力资源，大大提高了故障反应速度和排查效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力塔杆故障远程监测方案及装置，主要针对塔杆倾斜、电线悬垂角度异常、相电压异常等问题进行监测。
技术介绍
随着我国电力事业的飞速发展，输电线路覆盖范围越来越广，布线越来越复杂，作为保证输电线路正常运作的重要节点，电力塔杆的故障监测向来是重中之重。一方面，在电力紧张的城市地区，线路密度大，塔杆数量多，巡视检修工作量巨大；另一方面，在荒野郊外、山地草原等特殊地段的高压电力塔杆，由于地形复杂、危险，巡视路线长，不仅增加了巡视人员的工作时间和强度，还可能危及人身安全。除此之外，工作人员在巡视过程中需要随身携带一些线路资料，以备在巡视过程中查询，还需要携带大量工作用具，例如手机、照相机、GPS定位器、对讲机等，工具多，操作麻烦，负担也重。目前国内普遍采用人工巡视手工纸介质记录的工作方式，这种方式存在着巡视周期长、劳动强度大、危险度高等诸多问题，而且存在巡视盲区。还有一些地区采用直升飞机航测法，乘坐直升飞机沿线巡检，采用摄像机和其他探测技术对塔杆进行检查，这种方式虽然灵活性高，视野开阔，但耗资大，且有一定的飞行隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是，设计一套装置并提出一种方案来远程监测电力塔杆故障状态，并在故障发生时精确定位故障塔杆位置。为实现以上目的，采用以下技术方案：在电力塔杆上装设监测装置，该装置使用单片机进行控制，兼具经济性和可靠性。通过角度传感器来测量塔杆倾角以及输电线的悬垂弧度，电压计监测各相电压，并利用GPRS通信装置将数据发送到远方的控制中心，控制中心将这些数据与正常参数进行比较，若超出正常范围，则触发故障预警并根据异常数据所对应的塔杆生成一份故障报告，实现故障的实时监测和快速应对。本方案具有如下优点：一是实时性高，监测数据实时传送至控制中心，能够在第一时间发现并定位故障塔杆；二是经济性好，采用GPRS技术进行数据传输，利用现有网络，节省搭建无线通讯网络的投资；三是故障监测全面，涵盖电力塔杆、输电线、相电压等多种可能发生故障的部分，能够监测到绝大多数故障。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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他的附图。图1为监测装置结构图；图2为权值函数曲线示例；图3为远程监测系统程序图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步说明。监测装置(图1)主要用于实时测量并传输电力塔杆的倾斜角度、输电线悬垂弧度以及相电压等参数，因此主要包括由两个角度传感器和三个电压计(用于测量各相电压)组成的测量模块，由太阳能电池和充电电路组成的供电模块，GPRS通信模块以及单片机控制模块，此外还有防雷、防潮等野外保护设计。负责接收数据的控制中心需要建立相应的数据库来来存放监测装置的编号、位置信息以及每个装置发送来的数据等，并编写程序来判定数据其是否正常，如图3所示。首先建立系统模型：u=Σi=15y(Ai)|Ai-Ai0|,i=1,2,3,4,5---(1)]]>其中A1为塔杆倾角测量值，A2为输电线悬垂角测量值，A3,A4,A5为各相电压。Ai0(i＝1，2，3，4，5)代表各参数所对应的理想值，y(Ai)代表各参数对应的权值函数，其函数曲线均可设为图2所示，yi0代表对应参数Ai的临界权值，超过yi0表明该参数异常。各参数的理想值可根据塔杆类型、地理环境等实际条件的不同而作相应调整，而权值函数可根据参数变化率人为设定，以使每个y(Ai)|Ai-A0|的理想值保持大致相等。根据最后得到的u值大小采取对应的措施。u值越小，表明所测数据越接近理想值，塔杆处于正常状态，反之，则说明测得数据与理想值偏差较大，需要进行检修。根据实际情况，可将u划分为多个段位，以三段为例：当u≤u1时，各参数正常，工作人员进行日常维护；当u1<u≤u2时，表明发生了轻微故障，工作人员进行应急检修；当u>u2时，表明发生了严重故障，应立即安排工作人员紧急检修。根据以上方案，设计具体程序流程如图3所示，步骤如下：①控制中心设定u1,u2,Ai0，y(Ai)，yi0，i＝1，2，3，4，5。②接收来自监测装置的测量数据A1,A2,A3,A4,A5，分别计算对应的权值y(Ai)。③代入式(1)计算u值，若u≤u1，返回②；若u1<u≤u2，触发轻微故障预警并转④；若u>u2，触发严重故障预警并转④。④比较y(Ai)和对应的yi0，输出所有使y(Ai)>yi0成立的对应Ai值。工作人员将根据程序输出从数据库中检索出对应监测装置的位置信息，并根据异常值Ai初步判定故障原因，从而实现快速发现故障、定位故障点。可以理解的是，图中示出的系统结构并不构成对系统的限定，可以包括比图示更多或更少的设备，或者组合某些设备，或者不同的设备部署。以上，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力塔杆故障远程监测方案，其特征在于，搭建系统模型，构造对应的算法来判定电力塔杆监测装置传来的所有参数是否处于正常状态，并将所有异常值输出，作为工作人员检修的参考。

【技术特征摘要】
1.一种电力塔杆故障远程监测方案，其特征在于，搭建系统模型，构造对应的算法来判定电力塔杆监
测装置传来的所有参数是否处于正常状态，并将所有异常值输出，作为工作人员检修的参考。
2.根据权利要求1所述的电力塔杆监测装置，其特征在于，包括测量模块(1)，供电模块(2)，数据
传输模块(3)和控制模块(4)，其中控制模块(4)负责处理测量模块(1)所得的数据并通过数据传输
模块(3)将数据传送到控制中心。
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠勇，钮鑫，温凯瑞，井文丽，董娜，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11