杆塔位移监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种杆塔位移监测系统，包括杆塔位移监测终端及与其电连接的地下位移监测终端；所述杆塔位移监测终端设置在所述杆塔上，包括主控模块，及与主控模块分别电连接的地上杆塔位移传感器、电源模块及通讯模块；所述地下位移监测终端设置在地下基岩上，包括控制模块及与其电连接的位移传感器。以上所述技术方案，通过利用位移传感器分别监测杆塔及基岩的位移量，通过杆塔位移量和基岩位移量，可以计算出杆塔相对于基岩的位移量，该监测方案克服现有技术中仅仅对杆塔倾角进行监测的片面性，能够更加全面，精确地对杆塔的位移量进行实时在线监测，实现了对杆塔状态的真实状态信息的监测，有利于国家电网的进一步规划和建设。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输电设备状态在线监测
，尤其涉及一种。
技术介绍
高压输电线路用架线杆塔由于受到自然条件及各种地质灾害的影响，会发生多种事故，造成杆塔倾斜、杆塔移动，严重时会造成杆塔断折及倒塔事故。这些事故一旦发生，势必造成电力环网重大或者特大事故的发生，给国家带来重大经济随时。所以，如何迅速确定电力杆塔倾斜或者移动以及提前报警就有着重大意义和必要性。目前，国内外多采用各种技术，如激光、远红外或者双轴倾斜角度传感器对杆塔倾斜角度进行测量，实现对杆塔的倾斜状态进行实时监测。以上的监测手段只能在杆塔发生倾斜时测出杆塔的倾斜角度，在发生地震或者山体滑坡造成杆塔在水平和竖直方向上位移时并不能测得杆塔的水平或者竖直位移量，因此，现有技术的测量方法只对杆塔倾斜角度进行测量，对杆塔自身的水平或者竖直方向的位移无法进行测量，在杆塔所在的区域内，地质环境发生变化的初期并不能通过实时在线监测得到杆塔状态的真实信息。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中不能实现对杆塔的水平或者竖直方向位移的实时监测的技术问题，提供一种杆塔位移监测系统，实现对杆塔水平或竖直位移的在线监测。本专利技术提供一种杆塔位移监测系统，包括杆塔位移监测终端及与其电连接的地下位移监测终端；所述杆塔位移监测终端设置在所述杆塔上，包括主控模块，及与主控模块分别电连接的地上杆塔位移传感器、电源模块及通讯模块；所述地下位移监测终端设置在地下基岩上，包括控制模块及与其电连接的地下位移传感器；所述地下位移传感器，用于监测在设定时间t内基岩的运动加速度； 所述控制模块，用于根据基岩的运动加速度计算在设定时间t内基岩的位移量并将该位移量传输给主控模块；所述地上杆塔位移传感器，用于监测在设定时间t内杆塔的运动加速度； 所述主控模块，用于根据杆塔的运动加速度计算在设定时间t内杆塔的位移量，并根据基岩的位移量计算杆塔相对于基岩的位移量；所述电源模块，用于在主控模块的控制下给杆塔位移监测终端及地下位移监测终端供电；所述通讯模块，用于在主控模块的控制下将主控模块接收和计算的位移量传送给一远程监控终端。优选地，所述地上杆塔位移传感器及地下位移传感器分别为三轴加速度传感器。优选地，所述电源模块包括，风力发电模块，用于通过风力进行发电； 太阳能发电模块，用于通过太阳能进行发电； 蓄电池及充电管理模块；所述风力发电模块、太阳能发电模块及蓄电池分别与所述充电管理模块相连接。优选地，所述杆塔位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储模块、显示模块、复位模块及时钟模块；所述存储模块，用于存储主控模块的分析计算后的数据；所述显示模块，用于本地显示所述数据；所述复位模块，用于对杆塔位移监测终端进行复位操作；所述时钟模块，用于提供杆塔位移监测终端工作的统一时钟并校时。优选地，所述地下位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储器、复位及时钟模块。存储器，用于存储控制模块处理计算后的数据；复位及时钟模块，用于对地下位移监测终端进行复位操作并提供地下位移监测终端工作的统一时钟并校时。优选地，所述主控模块与所述控制模块之间通过RS485总线进行通讯。本专利技术还提供一种上述杆塔位移监测系统的监测方法，所述监测方法包括以下步骤监测并计算杆塔的位移量； 监测并计算地下基准点的位移量；根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量；将所述杆塔的位移量、地下基准点的位移量及杆塔相对于地下基准点的位移量发送给远程监控终端；其中，所述地下基准点为地下基岩上放置地下位移传感器的位置点。优选地，所述监测并计算杆塔的位移量的步骤具体包括，监测杆塔在设定时间t内三轴上的运动加速度、、 和\，并计算杆塔在在设定时间 t内三轴上的位移量马、巧和Ds, 、 、、为χ轴、γ轴、ζ轴上的运动加速度，H马为X轴、Y轴、Z轴上的位移量；其中，X轴和Y轴为水平方向上相互垂直的两个坐标轴，Y为竖直方向上穿过X、Y轴交点的坐标轴。优选地，所述监测并计算地下基准点的位移量的步骤具体包括，监测地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的运动加速度bK、、和h，并计算地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的位移量 、A和Ts。优选地，根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量的步骤包括，杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为4 =马-^x ； 杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为4 = D1-T7 ； 杆塔相对于地下基准点在Z轴上的位移量为4 K.优选地，计算杆塔在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量马、Dy和^的方法为杆塔在χ轴上的位移量^=^+1 /,其中，κ在首次计算杆塔在χ轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述 K=n +a'xt , Vx为前一次计算杆塔在X轴上的位移量的初始速度，< 为前一次计算杆塔在X轴上的位移量所测得的杆塔在X轴上的运动加速度。杆塔在Y轴上的位移量其中，。在首次计算杆塔在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述。, PrV为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量的初始速度，a'y为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量所测得的杆塔在Y轴上的运动加速度。杆塔在Z轴上的位移量，其中在首次计算杆塔在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述&=r〗+a'3t , ^13为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量的初始速度^力前一次计算杆塔在Z轴上的位移量所测得的杆塔在Z轴上的运动加速度。优选地，计算地下基准点在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量ζ、？；和 ^的方法为地下基准点在X轴上的位移量rx=t/xH4l)xt2 ,其中，α在首次计算地下基准点在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述Tx=『x+b'xt , Wx为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量的初始速度，Vx为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量所测得的地下基准点在X轴上的运动加速度。地下基准点在Y轴上的位移量计,其中，y在首次计算地下基准点在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述, CZ1y为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量的初始速度，Fy为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量所测得的地下基准点在Y轴上的运动加速度。地下基准点在Z轴上的位移量，其中，％在首次计算地下基准点在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述Ti=U13+b'3t, IT1为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量的初始速度， 为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量所测得的地下基准点在Z轴上的运动加速度。优选地，所述监测方法还包括根据杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为 4 = Dx -Tx及杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为~ = Dj-Tj计算所述杆塔相对于基准点在水平方向上的实际位移量S为:S = ^2+L；，相对于X坐标轴的偏移角度为 Ly权利要求1.杆塔位移监测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡忠伟，周道平，
申请(专利权)人：航天科工深圳集团有限公司，
类型：发明
国别省市：