[发明专利]输电塔在线监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及远程状态监测领域，尤其涉及输电塔在线监测系统及监测方法。

背景技术

输电塔是电力输送系统的重要设备之一，输电塔的安全与否对保障电网供电可靠性具有非常重要的意义。输电塔是一种高耸的结构，具有细长、高柔的特点。当风力较大、地震或是输电塔周围产生震动时，输电塔会产生剧烈振动，极易导致结构发生损坏，更严重的会导致输电塔倒塌。另外，如果输电塔长期处在微小的振动环境下，虽然不会马上对输电塔造成损坏，但容易导致输电塔产生疲劳损伤，从而导致输电塔报废。输电塔的损坏不仅在一定程度上造成经济损失，还会极大的影响广大人民群众的用电安全。因此，维护输电塔的使用安全，长期对输电塔的状态进行监测能够时刻得知输电塔的工作状态，保证其正常安全使用，从而保证用电安全。

目前，输电塔的监测大多采用人工的方式进行监测，如果监测人员没有在岗位上，那么当输电塔出现问题时，不能进行紧急处理，造成不必要的损失。另外，人工进行监测这种方式工作量大、成本高、可靠性也低，一些输电塔分布在环境较差的地方，监测人员不易到达，从而导致很多输电塔处于无监测状态，非常容易出现问题而发生危险。

因此，有必要提出一种输电塔在线监测系统及监测方法，以实现对输电塔进行实时监测，保证输电塔正常运行和维护，避免因振动等问题造成输电塔快速老化和倒塌的情况发生。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的一个目的在于，提出一种输电塔在线监测系统，在保证实现对输电塔进行远程在线实时监测准确性和稳定性的同时，还能够压低监测成本，实现效益最大化。

本发明的另一个目的在于，提出一种输电塔在线监测方法，将该方法应用在上述输电塔在线监测系统上，能够实时对输电塔进行监测，及时发现输电塔的异常状况，保证输电塔的使用可靠性。

(二)技术方案

为了达到上述目的，一方面，本发明采用的主要技术方案包括：

输电塔在线监测系统，包括信号采集装置、信号处理站和信号储存处理中心；

所述信号采集装置设置于输电塔上，所述信号采集装置对输电塔的振动信息和输电塔所处位置的气象信息进行采集并将采集到的信息传递给所述信号处理站；

所述信号处理站设置于以输电塔为圆心，以预定距离为半径的范围内，所述信号处理站收集所述信号采集装置采集到的信息并进行预处理，将经过预处理后的信息传递至所述信号储存处理中心；

所述信号储存处理中心接收所述信号处理站经过预处理后的信息并进行分析和储存。

所述信号采集装置包括供电单元、传感器单元、信号转换单元、嵌入式可编程控制器、嵌入式硬件和通信单元；

所述传感器单元包括振动位移传感器和风速传感器，所述振动位移传感器的数量为两对，两对所述振动位移传感器设置在离输电塔塔顶设定距离位置处；

所述设定距离为输电塔塔高的五分之一；

两对所述振动位移传感器包括一对设置于水平方向上的用于监测水平振动位移的水平振动位移传感器和一对设置于竖直方向上的用于监测竖直振动位移的竖直振动位移传感器；水平振动位移传感器和竖直振动位移传感器间隔设置。

所述风速传感器设置在距离输电塔塔顶六分之一塔高位置处，所述风速传感器用于监测所处位置处的风速，所述风速传感器监测到的风速用于辅助所述振动位移传感器监测到的振动位移对输电塔的振动状态进行判断。

所述振动位移传感器和风速传感器分别与信号转换单元连接。

进一步的，所述供电单元包括太阳能储能板、电源控制器、蓄电池组，所述太阳能储能板的输出端与所述电源控制器的输入端相连接，所述电源控制器的电压转换端与所述蓄电池组相连，所述电源控制器的输出端分别与所述传感器单元、所述信号转换单元、所述嵌入式可编程控制器、所述嵌入式硬件和所述通信单元相连接。

进一步的，所述信号转换单元将所述传感器单元采集到的信号转换为数字信号并将数字信号传递给所述嵌入式可编程控制器；

所述嵌入式可编程控制器中储存有处理程序，所述数字信号经过处理后传递给所述嵌入式硬件，所述嵌入式硬件对所述数字信号进行储存；

所述通信单元将所述嵌入式硬件中储存的数字信号传输给所述信号处理站，进而传递给所述信号储存处理中心。

进一步的，所述信号处理站中设置有数据显示装置、计算装置和报警装置；

所述数据显示装置将接收到的所述数字信号通过显示界面显示出来，以实现对所述输电塔的振动状态、风速进行实时显示；