一种输电线路杆塔位移监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种输电线路杆塔位移监测系统及方法，系统包括：监测基准站、监测终端和监测服务器；所述监测基准站为北斗卫星导航系统基准站；所述监测终端安装在输电线路杆塔上且包括北斗定位芯片；所述监测基准站与所述监测终端相连以发送监测基准站的地理坐标；所述监测终端接收所述监测基准站的地理坐标并通过载波相位差分技术获得输电线路杆塔的姿态信息；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息；所述监测服务器接收输电线路杆塔的姿态信息并与预设的姿态信息做比较以进行监测。本发明专利技术一种输电线路杆塔位移监测系统及方法能有效提升电网运行的可靠性、降低运行成本并且大大降低运维人员的工作强度。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路杆塔位移监测系统及方法
本专利技术涉及监测控制领域，特别是一种输电线路杆塔位移监测系统及方法。
技术介绍
我国沿海大部份地区，在台风、强降雨等恶劣天气情况下，易发生山体滑坡、泥石流等自然灾害，引发电力塔护坡塌方等；在持续低温极端气候下，导线、杆塔等电力设施的覆冰情况，容易引起杆塔倾斜、倒塌、导线断线，线路跳闸等事故，影响电网的安全稳定运行。架空电力杆塔分布范围比较广，传统的单纯靠输电运维人员逐一巡线排查，乃至目前推行的无人机巡线，都很难及时准确地发现杆塔倾斜，因为电力塔杆的沉降和变形是相对缓慢的。而且线路电力杆塔很多都是建设在偏远地带，很多地方没有移动运营商信号的，发现到有倒塔、倾斜等情况也无法第一时间回传。发展智能电网，坚强电网是电力发展的趋势，社会用电量的持续上升，投产输电线路杆塔数量的不断增加。但是随着电网规模的不断扩大，输电线路越来越长，杆塔越来越多，而人员的增加却是有限的，同时电网的安全运行及智能化水平要求越来越高，因此传统的巡视检测手段已不能满如实际需要。为打造可靠性高、互动友好、经济高效的一流现代化智能电网，需要越来越多的一套具有智能化、实时化、信息化、网络化水平的杆塔实时监测系统。目前国内对电力架空塔的检测大部分采用人工巡检，并进行记录。所以在电力塔形变监测应用中，人工成本一直居高不下，且人工探测无法实时监测，在发生肉眼无法识别的偏移时，无法做到提前预警和纠正工作，数据容易因为检测人员的技术水平产生偏差，导致数据不准确，且数据量无法达到一定的量无法做分析使用或分析结果不准确。虽然有采用GPS或者北斗技术对杆塔进行定位，并在杆塔上安装倾角传感器来监测杆塔姿态。但是，增加倾角传感器不仅降低系统可靠性，而且由于倾角传感器安装时很难与杆塔保持水平，因此误判、遗漏的概率大。GPS高精度定位的方法是采用对杆塔上的两个GPS流动站的信号做差分处理，精度可达厘米级，但是需要额外建设GPS基准站，成本居高不下。并且由于电力杆塔位置环境复杂，分布地点偏远，电力线路延绵数百公里甚至上千公里，所处于山地、农田之中，不能够在无信号区域进行通讯利，无法与外界取得联系。整体成本也比较高，因此应用受限。另一方面，GPS技术开发的目的是供美国军方使用，电网属于国民经济命脉，采用GPS技术并不合适。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种输电线路杆塔位移监测系统及方法，能有效提升电网运行的可靠性、降低运行成本并且大大降低运维人员的工作强度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，一种输电线路杆塔位移监测系统，包括：监测基准站、监测终端和监测服务器；所述监测基准站为北斗卫星导航系统基准站；所述监测终端安装在输电线路杆塔上且包括北斗定位芯片；所述监测基准站与所述监测终端相连以发送监测基准站的地理坐标；所述监测终端接收所述监测基准站的地理坐标并通过载波相位差分技术获得输电线路杆塔的姿态信息；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息；所述监测服务器接收输电线路杆塔的姿态信息并与预设的姿态信息做比较以进行监测。优选的，所述监测系统还包括安装在输电线路杆塔上的气象采集装置；所述气象采集装置与监测终端相连以发送采集的输电线路杆塔周边的气象信息；所述气象信息包括降雨量、风力和风向；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送气象信息；所述监测服务器结合输电线路杆塔的姿态信息与所述气象信息以进行监测。优选的，每根输电线路杆塔上安装有多个监测终端以获取输电线路杆塔的三维姿态信息；所述多个为三个及以上。优选的，所述多个监测终端中的一个监测终端设置为主模块，其他监测终端设置为从模块，从模块只与主模块通信，通信方式采用ZigBee技术；主模块与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息。优选的，所述监测系统还包括安装在输电线路杆塔上的气象采集装置；所述气象采集装置与主模块相连以发送采集的气象信息；所述气象信息包括降雨量、风力和风向；所述主模块与所述监测服务器相连以发送气象信息；所述监测服务器结合输电线路杆塔的姿态信息与所述气象信息以进行监测。优选的，所述监测系统还包括：移动通信基站；所述监测终端通过所述移动通信基站或北斗短报文与所述监测服务器通信。另一方面，一种输电线路杆塔位移监测方法，包括：基于北斗卫星导航系统监测基准站的地理坐标，安装在输电线路杆塔上设置有北斗定位芯片的监测终端获得输电线路杆塔的姿态信息；气象采集装置采集输电线路杆塔周边的气象信息并发送给所述监测终端；所述气象信息包括降雨量、风力和风向；所述监测终端发送输电线路杆塔的姿态信息和气象信息给监测服务器；所述监测服务器根据接收的姿态信息判断输电线路杆塔的偏移量是否超出预设的临界值，如果超出，发出警报信息；如果未超出，进一步判断偏移量是否查出预设的稳定值，如果超出，将该输电线路杆塔进行跟踪，结合所述气象信息分析产生偏移原因并判断是否需要进行现场核查及调整预设稳定值。优选的，每根输电线路杆塔上安装有多个监测终端以获取输电线路杆塔的三维姿态信息；所述多个为三个及以上。优选的，所述多个监测终端中的一个监测终端设置为主模块，其他监测终端设置为从模块，从模块只与主模块通信，通信方式采用ZigBee技术；所述气象采集装置与主模块相连以发送采集的气象信息；所述主模块与所述监测服务器相连以发送姿态信息和气象信息。优选的，所述监测终端通过移动通信基站或北斗短报文与所述监测服务器通信。本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术一种输电线路杆塔位移监测系统及方法，能有效提升电网运行可靠性，能够识别出肉眼无法识别的位移，避免隐患发展为事故；通过大量的监测数据构建大数据分析，分析不同因素(地形、气候等)对杆塔姿态的影响，并绘制形态变化报表实现预警，提前消除隐患；将运行人员的现场目测巡视与经验判断的检查模式变为自动采集与事后共同总结，避免了手工记录运行状态不够形象直观造成漏记、错记的问题；(2)本专利技术一种输电线路杆塔位移监测系统及方法，终端利用与卫星数据互传原理，通过载波相位差分技术实现对各地区的电力塔杆进行精准定位；并记录、保存安装人员行径路线，生成位置离线包；当杆塔发生倾斜、沉降时，平台发生抢修信号，协助负责人确认杆塔位置及偏移情况；系统可将监测终端和负责部门进行绑定，可将告警杆塔位置离线包发送至运维人员手机，让其得知路线以及达到时间；因此能降低运维人员工作强度，供电单位的运维人员可以省去现场巡查的时间成本，并且实现实时监测；输电运维人员有针对性提高巡检及检修质量，利用北斗定位系统确定事故发生地点后，可以提前规划路径，不用再盲目搜索；(3)本专利技术每根输电线路杆塔上安装有三个及以上的监测终端以获取输电线路杆塔的三维姿态信息以实现对输电线路杆塔的全方位监测；(4)本专利技术将短距离无线通信方式ZigBee应用在同一杆塔内监测模块间信息传递，大大降低了设备的后期费用及流量成本，并且不影响系统的原有功能。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专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，包括：监测基准站、监测终端和监测服务器；所述监测基准站为北斗卫星导航系统基准站；所述监测终端安装在输电线路杆塔上且包括北斗定位芯片；所述监测基准站与所述监测终端相连以发送监测基准站的地理坐标；所述监测终端接收所述监测基准站的地理坐标并通过载波相位差分技术获得输电线路杆塔的姿态信息；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息；所述监测服务器接收输电线路杆塔的姿态信息并与预设的姿态信息做比较以进行监测。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，包括：监测基准站、监测终端和监测服务器；所述监测基准站为北斗卫星导航系统基准站；所述监测终端安装在输电线路杆塔上且包括北斗定位芯片；所述监测基准站与所述监测终端相连以发送监测基准站的地理坐标；所述监测终端接收所述监测基准站的地理坐标并通过载波相位差分技术获得输电线路杆塔的姿态信息；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息；所述监测服务器接收输电线路杆塔的姿态信息并与预设的姿态信息做比较以进行监测。2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括安装在输电线路杆塔上的气象采集装置；所述气象采集装置与监测终端相连以发送采集的输电线路杆塔周边的气象信息；所述气象信息包括降雨量、风力和风向；所述监测终端与所述监测服务器相连以发送气象信息；所述监测服务器结合输电线路杆塔的姿态信息与所述气象信息以进行监测。3.根据权利要求1所述的输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，每根输电线路杆塔上安装有多个监测终端以获取输电线路杆塔的三维姿态信息；所述多个为三个及以上。4.根据权利要求3所述的输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，所述多个监测终端中的一个监测终端设置为主模块，其他监测终端设置为从模块，从模块只与主模块通信，通信方式采用ZigBee技术；主模块与所述监测服务器相连以发送输电线路杆塔的姿态信息。5.根据权利要求4所述的输电线路杆塔位移监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括安装在输电线路杆塔上的气象采集装置；所述气象采集装置与主模块相连以发送采集的气象信息；所述气象信息包括降雨量、风力和风向；所述主模块与所述监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅炜，林明星，范定志，李慧斌，肖颂勇，黄凯，张金国，高漩，陈建航，郑俊，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司莆田供电公司，
类型：发明
国别省市：福建,35