架空线杆塔倾斜监测报警系统的开发与应用
输电线路杆塔倾斜在线监测系统
输电线路杆塔倾斜在线监测系统深圳市特力康科技有限公司是专业研发、生产、销售输电线路杆塔倾斜在线监测系统的大型公司。
我司输电线路杆塔倾斜在线监测系统主要用于对输电线路特殊地段的杆塔倾斜状况及外部环境参数的在线监测。
输电线路杆塔倾斜在线监测系统的运行原理：通过对杆塔横向倾斜、纵向倾斜等数据的在线监测，结合线路设计参数给出杆塔倾斜的预警信息，为线路运行和设计部门提供实际依据，通过预警，使运行部门及时掌握杆塔安全运行情况，减少因杆塔倾斜而引发的事故;协助运行部门查找杆塔故障点，并对故障类型进行判断。
杆塔倾斜传感器将采集到的杆塔横向倾斜、纵向倾斜、复合倾斜等数据通过3G/GPRS/EDGE/CDMA1X发送到监测中心，监测中心对横向倾斜、纵向倾斜等状态参数进行数据存储、显示、统计报表并结合杆塔自身设计参数进行分析，完成杆塔倾斜的多参数预警功能。
输电线路杆塔倾斜在线监测系统的主要功能：1、具有对杆塔倾斜状态的实时监测。
2、利用运营商已有的3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络构建远程数据传输通道，实现输电线路在线监测系统监控中心可以实时监测远端现场的数据。
3、前置机子系统模块可以有效的连接现场系统，获得数据并实现数据存储/转发到输电线路在线监测系统。
4、数据采集前端为扩展工业级产品，适用于各种恶劣的气候环境。
5、系统采用了多层屏蔽技术建造，机壳及传感器外壳采用防磁金属材料，有效屏蔽电磁干扰。
数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆，各种接头采用金属航空头，屏蔽、防水、防尘、连接可靠。
极强的抗干扰、抗雷击、确保系统运行稳定可靠。
6、防雷及防线路闪络设计，机壳经过杆塔与大地连接，各种传感器全部采用防雷器件。
7、系统采用低功耗设计，动态调整设备功耗达到节电要求。
8、采用系统接地抗干扰设计，数据采集信号双端差分输入，模拟信号及数字信号全部采用严格的工业过程优化控制技术，可确保数据采集的准确和可靠。
电力杆塔倾斜预警装置的设计与研究
２ １ 年 ２月 ０１
广 东 电 力
ＧＵＡＮＧＤ ＯＮＧ Ｅ ＲＩ Ｐ ＥＬ ＣＴ Ｃ ０Ｗ ＥＲ
Ｖｏ ． ４ ＮＯ ２ １２ ．
Ｆｅ ２ ｂ． Ｏ１１
电 力 杆 塔 倾 斜 预 警 装 置 的 设 计 与 研 究
李虎 威 ，李 升 来 ，李 慧
（ 南 交 通 大 学 电 气工 程 学 院 ，四 川 成 都 ６ ０３ ） 西 １０ １
实 时监 测和 预 警 。
通 用 分组 无 线 服 务 技 术 （ｌｂ ｌ ｙｔｍ ｆｒｍｏ ｉ ｏ ｇｏ ａ ｓｓ ｏ ｂｌ ｃ ｍｍｕ ｉ — ｅ ｅ ｎｃ ａ
ｔ ｎ—ｅ ｅａ ａｋ ｔ ａ ｉ ｒｉ ，ＧＳ ＧＰ Ｓ 无 线 模 块将 数 据 上 传 到 上 位 机 ， 实现 对 煤 矿 采 空 区 电 力 杆 塔 的 ｉ ｓｇｎ ｒｌ ｃ ｅ ｒｄｏｓ ｖｃ ｏ ｐ ｅ ｅ Ｍ／ Ｒ ） 关 键 词 ：煤 矿 采 空 区 ；电 力杆 塔 ；ＤＳ ８ ２芯 片 ；倾 斜 角 Ｐ２ １
ＬＩＨ ｕ ｗｅｉ ＬＩＳ ｎｇ ｌ ｉ ＬＩＨ ｕｉ — ， ｈｅ —ａ ，
（ ｃ ｏ ｌ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ．Ｓ ｕ ｈ ｓ ｉ ｏ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ Ｓ ｈ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｏ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｔ ｗｅ ｔＪａ ｔ ｎ ｉｅ ｓｔ 。Ｃｈ ｎ ｄ ｅ ｇ ｕ，Ｓ ｃ ｕ ｎ ６ ０ ｄ ｏ ｈａ ｔａ ｔ ｎ ｏｒ ｅｒｔ ｎｄｌ ｈｅ ｉ ｔ ｉｉｙ ｏ ｅ ｄ ｔ ｅ ｔ ｎｓａｂ ｌｔ ｆｐｏｌｓａｎ ｏｗｅｒ ｎ ｇ ｆａｒ ａ ｏ ｉ ｓ・ｗｈｉｈ Ｓｌｋｅ ｙ ｔ ａ ｅ ｅ ｔ ｎｄｅ ｓｉ ｏａ ｅ ｓｏｆｃ ａｌｍ ｎｅ ｃ ｉ ｉ ｌ ｏ ｃ ｕｓ ｘ ｅ ｄ
浅谈优化杆塔倾斜测量及防范措施
摘要:架空线路杆塔倾斜对线路安全运行造成重大威胁，对供电公司安全生产和保障供电起到了严重的破坏作用，通过对杆塔倾斜测量和铁塔严重倾斜的原因进行深入分析,研究分析线路杆塔变化趋势，提出预防对策，制定应对措施办法，提高运营效益。
关键词:优化杆塔倾斜测量防范措施1概述随着电网运行逐步向智能化的经营模式转变，电力铁塔倾斜的危害越来越严重，如何做好杆塔倾斜测量，及对高压输电线路杆塔的倾斜状采取防范措施成为我们需要探讨和深入研究的课题。
2现状目前影响高压输电线路杆塔倾斜的因素主要有以下几个方面：2.1人为外力破坏塔基。
近年来随着金属材料的上涨，不法分子大量偷盗电力铁塔塔材、斜拉线等设备，导致塔基倒塌，输电中断。
2.2恶劣天气危害电力设施安全。
如：2007年底的冰灾让人们重新认识了覆冰的危害，大量的覆冰导致导线压断、塔基倒塌。
2.3安全距离不够和野蛮施工造成事故。
施工现场塔吊、车辆等设备穿越城区架空线路安全距离不够标准要求，严重影响城区架空线路的危害。
2.4树木成长过高压线。
导致导线压断或短路，进一步造成杆踏倾斜，严重影响了输电线路的安全。
2.5杆塔周围挖沙石或者取土。
一旦有这样的情况出现，就有可能影响塔基的稳定，造成杆塔倾斜。
3杆塔测量3.1意义3.1.1在竣工验收时，对杆塔倾斜进行测量，测量重点是终端塔和耐张塔。
这样可以及时发现杆塔倾斜存在的缺陷，让施工方及时处理，确保线路投运后的安全运行。
3.1.2线路投运后，当发生滑坡、沉陷等地质灾害或外力破坏时，对杆塔进行倾斜测量，为事故分析提供准确数据，也可以为采取临时措施和永久措施提供判断的依据。
3.2杆塔倾斜度的计算公式q=SH×1000‰式中q———倾斜度；S———倾斜值，mm；H———杆塔顶面或测量点至地面的高度，mm。
3.3正常杆塔倾斜最大允许值正常情况下，铁塔两侧的导线张力基本保持平衡。
但在铁塔两侧导线不均匀时，受力平衡状态被破坏，铁塔两侧产生张力差，铁塔会向张力大的一侧发生倾斜、弯曲，在超过一定允许值后，铁塔杆件发生拉、压破坏，导致铁塔折断、倒塌。
杆塔倾斜在线监测系统的应用
将 数据传 回后 台的接 收基站 ；基 站将 数据输 入 计算
Ｏ 引 言
随着 我 国工业化 日趋 成熟 和 电力设 备智 能升 级 改造 的不 断深化 ， 电网运行 逐 步 向智 能化 、 约化 的 节
机， 通过 软件 分析 ， 绘制 ｍ曲线 图 ， 出判 断 。 果发 得 如 现 异常情 况 ， 可及 时进 行多种 方式 预报 警 。 采集 设备 的工 作 电源 由太 阳能 电池板供 应 。采
构 如图２ 示 所
１ 系统 原 理
杆 塔倾 斜在线 监测 系统 能够 对高 压运 行 中的杆 塔 进行 全天 候 的在 线 监测 。系统 通过 Ｇ Ｍ／Ｍ 方式 Ｓ ＳＳ
对 数 据 进 行 传 输 ｌ１ 台系 统 综 合 各 种 参数 ， 据 １， ＿后 根 倾 斜监 测数 据发展 趋 势 ， 时 了解 运行 杆塔 的安 全 、 及 可靠状 况 。
报警 ， 使治 理工 程量 为 最小 。本 次Ｔ 程发 生 费用 ２６ ． 万元 ， 与前几 次相 比 ， 少 了 １ 万元 。 减 ． ９
４ 结 语
系统研 究 山区 、煤 矿采 矿地 表移 动变形 和老 采
图５ 杆塔 一只 脚 状 态 异 常
●● ●■
空 区“ 活化 ” 地表 变形 对 滑坡 、 陷 区输 电线 路 杆塔 塌 的影 响 ， 究 滑坡 、 陷区抗 地表 移动 变形输 电线路 研 塌
术条件【． ｓ ］
参 考文 献
Ｇ ／ ５４ ． １ ９ ． 动 通 信 调 频 无 线 电 话 机 通 用 技 ＢＴ １８ ４１ ９ ５ 移 — Ｇ ／ ６ １— １９ ， 传 电 台通 用 规 范 ［］ ＢＴ １６ ９ ６ 数 １ ｓ． Ｙ ／ ９ － ２ ０ ， 信 用 阀控 式 密 封 铅 酸 蓄 电池 ［】 ＤＴ ７ ９ ０ ２ 通 Ｓ． Ｇ ２ ３ １９ ， 晶硅 太 阳 电池 总 规 范 ［Ｊ Ｂ １６ ２ ９ ０ 单 Ｓ．
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用【摘要】本文探讨了输电线路杆塔倾斜监测问题，从监测系统的组成，硬件系统的构造设计等角度，探讨了监测系统的组成，以及相关的硬件选型等。
重点针对输电线路杆塔在线监测系统的总体构架、前端数据处理部分硬件设计选型，数据传输部分的硬件设计选型进行了研究。
【关键词】输电线路;杆塔;倾斜在线监测1.概述电网安全运行是社会正常运转的重要保障，一旦出现电网事故，将对工农业生产、居民生活造成极大的影响。
在各类电网安全事故中，多数都和输电线路的倒塔、断线等有关。
输电杆塔倾斜的成因很多，除了大风、洪水、地质灾害外，还和施工质量不过关、地基不均匀沉降、甚至是意外冲撞等，都可能导致杆塔的倾斜。
由于输电网络覆盖范围极广，而且数量众多的输电线路杆塔位于城市周边周边、山地、河流等自然环境更为复杂的区域，靠人力来完成对数量庞大的输电线路杆塔、线路的巡检工作效率低下，因此有必要建立起成套输电设备的在线监测，重点针对输电线路杆塔的工况进行监测，对杆塔正常工作关系密切的倾斜、震动、覆冰等工况进行在线监测，为输电线路的安全运行提供帮助。
本文将针对输电杆塔运行工况中的倾斜在线监测为对象来展开研究。
2.输电线路杆塔监测概况输电线路杆塔监测，从原理上是通过在输电杆塔以及其他附属电力设备上安装传感器来获取杆塔运行工况状态，通过对这些监测量的整合分析，来对输电杆塔的运行工况、潜在故障、安全等级等进行评估。
发达国家对输电设备工况的在线监测开展得比较早，建成的监测系统也较为完善。
国内在这方面的工作一般都是在事故发生后才进行检修，定期检修和在线状态监测还处于探索阶段。
尤其是针对输电线路杆塔的状态在线监测，是在2008年南方冰冻灾害后才引起了足够的重视，并通过国内一些电力研究机构努力，已经取得了初步成果，在部分电网建立了泄露电流监测系统、输电容量监测系统、视频远程监控系统等在线监测系统。
3.输电杆塔状态监测系统组成从监测数据的完整性角度看，对输电杆塔的状态监测需要对杆塔受迫振动、倾斜状况、杆塔周围气象数据、电缆温度、塔基应力应变等数据进行全方位的监测。
铁塔倾斜实时监测系统设计及应用
整 个 系统 的工作 过程 ： 据采 集 主模块 根 据 数 监 控 中心设 置好 的采样 间 隔 。 定期 产 生数据 采 集
命 令 发送 到 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ主节 点 ， 后 由 Ｚｇ ｅ 然 ｉＢ ｅ主节 点
据 存 储 器 ， Ｂ 系 统 可 编 程 Ｆａｈ２ ｋ 的 ６ ｋ ４ ｌｓ ， Ｂ
３Ｇ Ｍ模块 ： ）Ｓ 主要 完 成 与 监控 中心 的数 据 交
换。
４ 监 控 中心 ： ） 包括 Ｇ Ｍ 接 收模块 和 后 台管理 Ｓ 软件。 主要 完 成铁塔 信 息 的实时 显示 、 据 的存储 数 以及对 于数 据采集 模 块参数 的控制 。
除 了完 成 上述 功 能 外 ， 负 责产 生 数 据 采 集 命 令 还
生命 财产 造成 损失 。 因此 对 于塔 体 的实 时监 测显
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．５ ． ７
铁塔倾斜 实时监测 系统设计及应用
范寒 柏 ， 汉 华 谢
（ 北 电力 大 学 电子 与 通 信 工 程 系 ， 华 河北 保 定 ０ １０ ） ７ ０ ３
摘要 ：电 力 、通 信 网络 的覆 盖 面积 越 来 越 广 ， 电力输 电 线路 和 通 信 线路 中大量 使 用 了铁
一
得尤 为重 要 ，由于输 电铁 塔 和通信 铁 塔 大都分 布
在野外 ，若采 用人 员巡 视 的方 法监 测 将耗 费 大量 人 力 物力 ， 而且 实施 可靠 程度 难 以保证 。 文章针 对
关于坐标法在架空输电线路测量杆塔倾斜值（率）的应用
关于坐标法在架空输电线路测量杆塔倾斜值（率）的应用发布时间：2022-09-28T06:57:13.342Z 来源：《福光技术》2022年20期作者：饶育平张驰俊陈刚张金粟[导读] 近年来，电网建设发展迅速，高压、特高压、超高压输电线路的建成投运，输电线路杆塔在开展输送电能工作时，充分发挥其自身作用和价值。
广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州 514021摘要：架空输电线路工程施工时、投运后，测量线路杆塔的倾斜值（率）是线路设计与运维均需考虑的重要参数之一。
根据多年施工经验和现场实测过程中发现，现今测量方法在现场实施时，会因诸多不利因素的影响测量工作，作业无法实施，对此如何开展便携高效地实现对输电线路杆塔倾斜值（率）的精确测量具有重要的价值，在总结以往测量方法的基础上，提出了关于坐标法测量杆塔倾斜值（率）的方法，该方法解决了杆塔倾斜值（率）难于以采用常规方法进行测量的问题。
讨论了该方法在输电线路施工中的有效性和正确性，并在现场开展了可行性与对比测试，测两结果表明坐标法不仅能正确地实现杆塔倾斜测量，而且现场测试强度低，测量精度满足工程测量需求。
关键词：输电线路；杆塔倾斜值（率）；坐标法；弯管目镜引言近年来，电网建设发展迅速，高压、特高压、超高压输电线路的建成投运，输电线路杆塔在开展输送电能工作时，充分发挥其自身作用和价值。
在架空输电线路工程施工时，经常遇到某些杆塔需设预倾值（率），其目的，是为了避免杆塔架线受力后向角内侧或主要受力侧倾斜，影响杆塔的长期安全运行。
但是，预倾值（率）处理不当，会导致两种后果：预倾值（率）过大，后续铁塔组立困难，通过强制组装，会导致塔脚板与主材间隙过大，贴合不紧密，影响受力，且还会对整塔产生过大的水平分力，构件受损；预倾值（率）过小，杆塔受力后向转角内侧或主要受力侧倾斜，达不到预期的效果。
因此杆塔倾斜值（率）的确定是衡量输电线路杆塔施工质量及运行状态的重要指标，线路施工验收及运行规程中均对杆塔倾斜率提出了明确的要求，确保杆塔施工质量确保运行安全，输电线路施工及运行维护中均需对杆塔倾斜率进行测量。
杆塔倾斜在线监测的应用研究
图 ２ 监测信息通过 Ｇ Ｓ Ｍ传输网络结 构图
２ 杆 塔倾斜在线监测存在 的 问题
山西电网杆塔倾斜在线监测系统的应用 ，对 山 西电网的状态检修起到了较大的作用 ，但在运行过 程 中还存在一些 问题 ，影 响了接收数据 的准确性 、 可靠性和及时ｌ 生，也影响了状态评价。
２ ． １ 电源 故 障影 响数据 采 集与传 输 的可 兼性
１ 山西 电网杆塔倾斜在线监测情况
山西 作 为试 点 ，在 ２ ０ １ ０年 已经建 立 了 “ 两 级 部 署 、三级 应用 ” 的统一在 线监 测 系统 。 目前 接 入 该 系统 的输 电监 测装 置有 １ ０ ６ 套 。其 中 ，杆 塔倾 斜 类 型 的监 测 装 置 占到 总数 的 ６ １ ． ３ ２ ％，有 ６ ５套 ，这 主要是 由山西采 空 区较多 的地 质特 点决 定 的 。在 线 监 测 系统 中 ，杆 塔倾 斜监测 主要 是 通过 传感 器实 时
往 往 得不 到有 效利用 。
２ ． ５ 一体 化 运 作 机 制 职 责 不够 明确 影 响 数 据 采 集 的及 时性
④ 昌 昌ｉ
Ｌ 一 、 Ｉ 内 网 机 主 站 系 统Ｉ
甸
Ｌ一一一 一
Ｍ发送短信
输 电状 态监 测 系统是 一个 包括 监测 装 置 、通 讯
网络 、计算机转发或服务系统等在 内的庞大系统。
方面的研究工作 ； 姜 敏（ １ ９ ７ ４ 一） ， 男， 山东潍坊人 ，１ ９ ９ ６年毕业于西北工
⑤
业大学电气技术专 业 ， 高级工程师 ， 从事设备状 态信息
方面的研究工作 ； 刘 宏（ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 山西 临县人 ， ２ ０ １ ２年毕业于ห้องสมุดไป่ตู้北 电
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用
度，测量参数范围为：一 ３ Ｏ 度～＋ ３ Ｏ 度，分辨
率０ ． ０ ０ ２ 度 ，单极５ 伏 供 电，功耗约为 ６ 毫 安。 其他 关 于倾斜 监 测 的系统 设计 下 文将 予 以详 述。 ４ ． 杆塔 倾斜监测 系统硬 件总体构 架 这 里 所 述 的 硬 件 是 指 前 端 数 据 采 集 部 分 、前端 数 据处 理 部分和 数据 传输 部 分 。 由 于 杆塔倾 斜 传感 器 的安装 位 置都 是位 于杆 塔 顶部 ，因此 需要使 用无线 通信手 段 ，选 用Ｇ Ｓ Ｍ 通 信方 式 ，减 少空 间距 离带 来 的干扰 。但 由 于 输 电线路 上 的杆塔 数 量庞 大 ，为每 个杆 塔 都配 置相应 的Ｇ Ｓ Ｍ 模 块将 极大 的增 加成本 。为 降 低成 本但 又 不影 响实 际功 能 的前提 下 ，采 用Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 短 距 离无 线数 据传 输技 术 。Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 是 基于 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 无 线标 准 研制 开发 的有 关 组 网 、安 全 和应 用软 件方 面 的通 信技 术 ， 具 有模 块功 耗 低 、简单 易用 、 成本 低 、通信 可 靠 稳 定等 特 点 ， 可 满 足 杆 塔 间 的通 信 需 要 。杆 塔之 间 采用 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 通 信 ，而 杆塔 和控 制 室之 间采用Ｇ Ｓ Ｍ 通信 ，以达 到降低成 本 的 目 的。系统硬 件总体 构架如 图１ 所示 ：
１ ． 概述
器 等；
电 网 安 全 运 行 是 社 会 正 常运 转 的 重 要 保 障 ，一 旦 出现 电 网事 故 ， 将对 工 农 业 生 产 、居 民生 活造 成极 大 的影 响 。在各 类 电网 安 全事 故 中， 多数 都和输 电线路 的倒 塔 、断 线 等有 关 。输 电杆塔 倾斜 的成 因很 多 ，除 了 大 风 、洪 水 、地 质 灾 害 外 ， 还 和 施 工 质 量 不 过 关 、地 基 不均 匀沉 降 、 甚 至 是 意 外 冲 撞 等 ，都 可能 导致 杆塔 的倾 斜 。 由于输 电 网 络 覆 盖范 围极广 ，而且 数量 众 多 的输 电线路 杆 塔位 于 城市 周边 周边 、 山地 、河流 等 自然 环 境 更为 复杂 的 区域 ，靠人 力来 完成 对 数量 庞 大 的输 电线 路杆 塔 、线路 的巡 检 工作 效率 低 下 ，因 此有 必要 建立 起成 套输 电设备 的在 线 监 测 ，重点 针对 输 电线 路杆塔 的工况 进行 监测 ，对 杆塔 正 常工作 关 系密 切 的倾斜 、震 动 、覆冰 等工 况进 行在 线 监测 ，为 输 电线路 的安 全运 行提 供 帮助 。本 文将 针对 输 电杆塔 运 行 工况 中 的倾斜 在 线监 测为 对 象来展 开研 究。 ２ ． 输电线 路杆塔监 测概况 输 电线 路 杆 塔 监 测 ， 从 原 理 上 是 通 过 在输 电杆 塔 以及 其他 附属 电力 设备 上 安装传 感器 来获 取杆 塔 运行 工况 状态 ，通 过对 这 些 监测 量 的整合 分 析 ，来对 输 电杆塔 的运 行 工 况 、潜在 故障 、安全等 级等进行评 估 。 发达 国家对 输 电设备 工况 的在 线 监测 开 展得 比较 早 ，建 成 的监测 系统 也 较为 完善 。 国 内在这 方 面 的工作 一般 都是 在 事故 发生 后 才进 行检 修 ，定 期检 修和 在线 状 态监 测还 处 于 探 索 阶 段 。尤 其 是 针 对 输 电 线路 杆塔 的 状态 在 线监 测 ，是在 ２ ０ ０ ８ 年 南方 冰冻 灾害 后 才 引起 了足 够 的重视 ，并通过 国内一 些 电力 研 究机 构努 力 ， 已经 取得 了初 步 成果 ，在 部 分 电 网建立 了泄 露 电流监 测 系统 、输 电容 量 监测 系 统 、视频 远程 监控 系 统等 在线 监测 系 统。 ３ ． 输 电杆塔 状态监测 系统组成 从监 测数据 的 完整 性角 度看 ，对 输 电杆 塔 的状 态 监测 需要 对杆 塔受 迫振 动 、倾斜 状 况 、杆 塔周 围 气象 数据 、 电缆温 度 、塔基 应 力 应变 等 数据 进行 全方 位 的监测 。而 这 些监 测 数据 的 获取 ，都 需要 在杆 塔或 其 附属 设备 上 加装 传 感器 ，并 在输 电杆 塔监 测 区域 安装 现 场 中心 基站 ，各 类监 测数 据通 过通 信模 块 将 数据 汇 总并传 输 至 电网监 控 中心 ，通过 在 各 类 专业 分析 软件 来评 估监 测数 据 ，寻 找可 能 存在 的 安全 隐患 ， 并进行 预 警， 从而保 障 电力系统 的安全运行 。 从系 统组 成 的角度 看 ，监测 系 统 由如 下 部 分几个层 次构成 ： ① 传 感器 层含 塔 身倾斜 传 感器 、塔 基 电 阻应变 片 、塔 身震 动传 感 器 、塔身 气： ③ 无线传 输层 ； ④ 现场 区域中心 基站 ： ⑤ 电网监 控中心 客户端 。 鉴于 本文 的研 究对 象 为输 电杆 塔 的倾斜 监 测 ， 因此这 里 只对杆 塔 倾斜传 感 器 的安 装 布 置 参数 做必 要说 明：传 感器 型号 为 高精 度 双 轴倾 角传感 器Ｓ Ｃ Ａ Ｉ Ｏ Ｏ Ｔ ，将倾 斜传 感器安 装 在 杆 塔顶 部 ， 当塔 身 发生 倾斜 时将 导致 传 感 器输 出信 号 的改变 ，从而 获取 杆塔 的倾 斜 角
基于杆塔倾斜在线监测系统的运用思考
基于杆塔倾斜在线监测系统的运用思考发表时间：2019-10-31T11:17:09.600Z 来源：《河南电力》2019年4期作者：郭琳[导读] 在电网的应用和运行过程中，其中在线监测系统以及相关技术，有着至关重要的作用。
郭琳（广东电网有限责任公司惠州供电局 516001）摘要：在电网的应用和运行过程中，其中在线监测系统以及相关技术，有着至关重要的作用。
随着人们的生产和生活对于电能越来越多的需求，必须要针对在线监测系统进行进一步完善和优化，使在线监测系统得到进一步的发展和成熟。
其中，以杆塔倾斜技术为基础，使监测装置得到更有效的优化和完善，并且在相关电网建设和应用过程中得到越来越广泛的应用，这是十分重要而且必要的。
基于此，下文重点分析和探讨基于杆塔倾斜在线监测系统的运用等一系列相关内容，希望通过本文的简要分析，能够为相关人士提供有益启示，为电网数据测量准确度的有效提升，做出一定的贡献。
关键词：杆塔倾斜；在线监测；输电线路引言当前，随着科学技术的迅猛发展，我国在各个行业中都结合自身的实际情况，不断与时俱进，充分利用先进的科学技术，以此使自身的经济效益和社会效益得到显著提升，确保相关行业实现持续稳定的发展。
在具体的操作环节，以杆塔倾斜技术为基础，确保在线监测系统得到更切实有效的完善，使相关功能得到进一步的优化，这是至关重要的，这样能够进一步提升电网的运行效率，使供电质量得到显著提升，为人们提供更优质的用电服务。
据此，下文针对基于杆塔倾斜在线监测系统的运用情况进行分析。
1 基于杆塔倾斜在线监测系统所涉及的主要原理分析以杆塔倾斜为基础，所涉及的在线监测系统的主要组成部分由前端采集设备和后台设备等相关部分有机构成，其中后台设备主要包括接收基站和计算机。
针对该系统的运行原理而言，主要体现在：前端采集设备包括的传感器，进一步将结合区域情况采集而来的数据信息通过单片机CPU应相对应的分析和处理，并有效筛选，再把经过筛选之后的数据进行整理打包，然后下发到下层的通信模块中，通信模块进一步将相关信息数据传回到后台的接收基站中。
杆塔倾斜在线监测系统在山西电网的应用
杆塔倾斜在线监测系统在山西电网的应用随着在线监测技术的日益成熟，杆塔倾斜监测装置已经在山西电网开始大规模应用。
为了能更好地反映杆塔的实际倾斜情况，实现在线监测系统的实用化，文章对山西的65套杆塔倾斜系统进行了初始值设置，使其数据测量准确度大幅提高，并成功地分析了山西某一杆塔的的倾斜情况。
标签：杆塔倾斜；在线监测；输电线路1 概述随着我国工业化日趋成熟和电力设备智能升级改造的不断深化，电网运行逐步向智能化、节约化的经营模式转变，输变电设备的智能化运行监控管理就成为升级改造的重要环节。
尤其是“状态检修”的提出，改变了以往电力设备定期检修的运维方式，依靠设备的状态评价结果作为检修依据。
输变电在线监测系统的运行，不仅可以节约了大量人力巡视设备的成本，而且可以对电力设备实时监控，提供设备状态评价依据，掌握故障发生的全部过程，对潜在故障进行预警分析。
山西省是全国闻名的煤炭之乡，在大力开采矿产资源的背后，造成全省矿区内的采空面积逐步扩大，而采空区域内地面杆塔易形成倾斜甚至塌陷，这势必造成电力环网重大安全事故的发生。
由于输电线路杆塔数量大、范围广，导致杆塔倾斜的因素多，仅靠输电巡线人员的日常检查很难及时和准确地发现杆塔的倾斜故障。
此外，输电线路杆塔倾斜多为隐性故障，常规目视巡线不易及时发现。
因此，迅速确定杆塔倾斜或塌陷并预警就有着重大意义和必要性。
山西各地市公司应用杆塔倾斜在线监测系统对位于不良地质区（采空区、滑坡区、高盐冻土区等）的高压输电线路杆塔的倾斜状态进行监测；系统通过GSM/SIM方式对数据进行传输，后台软件综合各种参数，对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警，指导线路检修和维护工作。
目前山西状态监测系统中共有65套杆塔倾斜监测装置，其分布在全省各个重要输电线路上，实现了以上线路的实时监测，为线路运维人员提供了大量检修依据。
2 杆塔倾斜监测原理及运用2.1 系统原理系统主要部分由前端采集设备和后台设备（接收基站和计算机）构成。
架空输电线路杆塔倾斜的在线监测预警装置[实用新型专利]
![架空输电线路杆塔倾斜的在线监测预警装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/546d55da83c4bb4cf6ecd1a8.png)
专利名称：架空输电线路杆塔倾斜的在线监测预警装置专利类型：实用新型专利
发明人：仝步升,王启银,王晓强,王旭
申请号：CN201220675996.2
申请日：20121210
公开号：CN202938823U
公开日：
20130515
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种架空输电线路杆塔倾斜的在线监测预警装置，包括合金钢机箱、铝合金电路箱、单晶硅太阳能电池板和锂电池；所述的铝合金电路箱安装在合金钢机箱内部；所述的锂电池安装在铝合金电路箱外部、合金钢机箱内部；单晶硅太阳能电池板安装在合金钢机箱外部并与锂电池相连，该锂电池还通过接线柱与安装在铝合金电路箱内部的电路板相连；所述的电路板上包括微控制器LPC2136、倾角监测电路和GPRS通信电路；所述的倾角监测电路为双轴倾角传感器。
该装置能长时间实时对杆塔倾斜状况进行长期全天候在线监测和预警，降低了维护人员工作量，有助于迅速发现故障及时治理。
申请人：山西省电力公司大同供电分公司,国家电网公司
地址：037008 山西省大同市迎宾街61号
国籍：CN
代理机构：北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)
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智慧杆塔倾斜监控技术的应用
第4期2024年2月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.4February,2024作者简介:张祺伟(1987 ),男,工程师,学士;研究方向:通信网络安全㊂智慧杆塔倾斜监控技术的应用张祺伟(中国铁塔股份有限公司太原市分公司,山西太原030000)摘要:杆塔是通信业务开展的重要基础之一㊂杆塔通常的设计使用寿命在50年㊂杆塔周边地质发生的复杂变化极易影响杆塔固定的稳定性,从而造成杆塔的倾斜,进而威胁通信网络的安全㊂因此,为了很好保障杆塔安全稳定运行,文章将智能倾斜监测技术运用于杆塔的倾斜监测中㊂此技术可有效实现管理人员对杆塔状态进行实时动态远程监测㊂通过实时掌握通信杆塔及通信网络的运行状态,管理人员可提早发现并处理故障隐患,进而充分保障通信网络的运行安全㊂关键词:杆塔;通信业务;智能;倾斜监测;动态监测中图分类号:TN914㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀通信杆塔是提供通信服务的重要硬件基础㊂随着信号杆塔建设的加速和市场经济的推进,通信杆塔的数量已经突破百万㊂杆塔倾斜轻则导致通信系统的中断,重则会对周边人员产生人身伤害㊂因此,杆塔倾斜是通信运维重要排查的潜在风险之一㊂我国通信技术呈现跨越式发展㊂一方面:5G 技术㊁共享技术等应用迫使通信杆塔的载荷大幅提升;另一方面:杆塔周边存在较多影响杆塔稳定的因素,气候条件对杆塔混凝土基座产生较大影响,风载荷加剧了杆塔的疲劳,影响杆塔与地面基座连接螺栓的紧固性[1]㊂因此,在通信杆塔的使用过程中,随着使用年限的不断增长,杆塔本身具有倾斜风险㊂传统的杆塔维护主要采用人工巡检的方式㊂随着通信基站的几何倍数增加,人工运维的周期性与时效性无法得到有效保障[2]㊂此外,有些杆塔处于山区等偏远地区,其杆塔运维更是存在较大困难㊂因此,传统的人工巡检模式显然无法适应现代通信维保的相关要求㊂随着智能化技术的深入使用,通信杆塔的智能化维保将会成为未来的重要发展方向㊂为此,智能化的杆塔倾斜监测技术的应用可以大幅提升杆塔倾斜的监测效率,提升其监测效率与准确性,确保通信基站使用的安全性,进而有效保障我国通信事业的健康发展㊂1㊀通信杆塔倾斜的要素分析㊀㊀通信杆塔的安装形式较为灵活,其主要根据信号辐射范围㊁配置用户数量以及安装环境等进行通信杆塔的综合配置[3]㊂目前,杆塔在安装过程中,主要采用自立式和拉线塔2种形式㊂自立式杆塔与拉线塔均需要在地面安装相应固定底座㊂固定底座通常采用混凝土结构进行底座浇筑㊂自立式杆塔需要较大的固定安装底座㊂拉线塔采用中心底座加四周线杆固定的形式进行杆塔固定㊂因此,混凝土底座的应力强度设计主要从以下3个方面进行分析㊂(1)环境要素:设计人员要充分考虑到随着使用时间的增长,周边地质(例如土壤的酸碱性以及湿度等因素)对混凝土结构产生的环境侵蚀进而造成的地基强度衰减㊁焊缝开裂㊁钢材锈蚀和破损等问题㊂(2)气候条件:温度㊁湿度㊁风量等因素都会引发杆塔的倾斜,通过微小的量变产生最终的质变㊂(3)风荷载:除去不可抗力因素之外,大风对杆塔的影响较为明显㊂为了确保杆塔的使用安全,在进行源头设计时,设计人员应当及时明确杆塔使用区域的风力情况,及时做好相应的杆塔基础设计,确保杆塔长时间使用的安全性㊂以上3个要素是杆塔倾斜常见的原因㊂因此,在进行巡检时,运维人员可采用专用倾斜测量设备/传感器进行杆塔倾斜情况的判断㊂运维人员使用较为费时费力,其携带也较为不便,通常只做定期测量㊂此外,有些区域较为特殊,运维人员没有良好的测量区域开展测量工作,测量结果误差较大㊂此外,某些重要基站尽管已经做了杆塔倾斜监测,但其技术主要依托有线网络㊂在前期的建设中,施工人员需要进行大量的布线工作,较为费时费力㊂此外,当通信基站监测点需要进行调整时,其点位调整较为困难㊂因此,针对当前的杆塔倾斜的测量,管理人员需要采用新技术进行管理模式创新㊂2㊀智能杆塔倾斜监测技术分析㊀㊀智能杆塔倾斜监测技术系统主要包括数据采集单元㊁数据传输单元㊁数据分析处理单元㊂2.1㊀数据采集单元㊀㊀本系统在进行数据采集时主要采用一体化式的监控装置㊂本装置通过专用处理芯片,实现了杆塔横轴与纵轴倾斜度采集,可将采集得到的电信号通过集中控制系统转换为数字信号㊂该一体化数据采集单元集成了多种功能,包括测量横轴㊁纵轴的倾斜度传感器㊁影像采集装置㊁可再生能源供电等功能㊂其中,测量倾斜度的传感器针对杆塔的垂直度进行测量㊂当产生较大的倾斜角度时,此种情况说明杆塔存在倾覆的风险㊂影像采集装置主要可对周边环境进行扫描,对于可能对杆塔造成风险的区域做出风险预警,提醒工作人员进行风险确认㊂考虑到本系统能耗较低的情况,设计人员可通过采用 光伏板+蓄电池 的模式实现本系统的全天无外市电供电㊂2.2㊀数据传输单元㊀㊀在进行数据传输时,智能监测系统完全打破了各监测站点 信息孤岛现象 ㊂通过物联网技术的应用,各监测站点数据通过3G /4G /5G 网络实现了数据的远程发送功能㊂通过专用的远程通信模块的加装,各通信基站被纳入大网络内㊂运维人员无须去往基站,便可实时获取各基站的运行状态数据㊂2.3㊀数据处理分析单元㊀㊀远程传输的数据通过专用的后台软件进行直观展示㊂后台进行相关监测数据的存储㊁监视㊁分析㊁报警㊂监控系统智能化程度高㊂管理人员可通过监控系统及时掌控现场情况,其数据通信网络拓扑如图1所示㊂图1㊀智能杆塔监测系统的通信网络拓扑3㊀智能杆塔监测系统的应用分析㊀㊀通过可视化监控界面,管理人员可直观实现杆塔倾斜角度的顺线方向与横向方向的集中监测㊂如图2所示,在正常角度范围内的杆塔呈现蓝色状态㊂当倾斜角度超出设定值时,杆塔的颜色变为红色㊂此时,监控系统提示操作人员杆塔在顺线/横向方向存在故障㊂管理人员告知运维人员杆塔故障的原因并及时排查故障㊂此种管理模式可有效避免杆塔隐患从 小故障 变为 大事故 ㊂此外,所有杆塔的监测数据全部可以通过曲线的形式以历史数据的形式呈现㊂从历史曲线的走势中,管理人员可清楚获取杆塔的运行状态信息㊂在监测杆塔倾斜的过程中,管理人员需要针对的杆塔所在使用环境中可能威胁到杆塔正常运行的潜在风险要素进行识别,及早干预,避免潜在事故的发生㊂当系统自动监测到危险源时,监控系统会自动用红框进行危险源标注,将该危险源信息及时通过移动通信系统传输到管理人员进行信息报警,运维人员进行故障排除㊂该系统可将高清拍摄照片回传至监控中心,尤其是针对可能存在的通信器材被盗而引发通信事故㊂综上所述,通过采用全面可视化+数字化的监视模式,管理人员针对杆塔倾斜现象实现了全角度㊁无死角的监测㊂此举有力保障了杆塔的平稳运行㊂图2㊀杆塔集中监测示意4 结语㊀㊀杆塔作为移动通信设备的重要承载者,其安全性至关重要㊂传统的杆塔倾斜监测方式较为陈旧,杆塔监测效率较低㊂本文通过将智能监测系统引入杆塔倾斜的管理,其有效实现了杆塔监测的集中区域化智能监测㊂此种模式大幅提升了杆塔的管理效率,为后续杆塔相关运维提供了有益参考㊂参考文献[1]王佳伟.低成本㊁低功耗杆塔倾角监测仪设计㊀㊀[D].太原:太原理工大学,2024.[2]白婷,赵新华,黄定卫,等.杆塔倾角监测与报警系统的设计[J].计算机测量与控制,2013(1): 10-13.[3]曹丽琴,王琪,黄堃,等.基于微机电系统传感器的杆塔倾斜度无线监测系统[J].科学技术与工程, 2021(2):616-622.(编辑㊀王永超)Application of intelligent tower monitoring technologyZhang QiweiShanxi Postal and Telecommunications Construction Engineering Taiyuan030000 ChinaAbstract Tower is one of the important foundations for the development of communication services.The typical design service life of a tower is50years.The complex geological changes that occur around the tower can easily affect the stability of the tower s fixation causing the tower to tilt and posing a threat to the security of the communication network.Therefore in order to ensure the safe and stable operation of the tower this article applies intelligent tilt monitoring technology to the tilt monitoring of the tower.This technology can effectively achieve real-time dynamic remote monitoring of the tower status by management personnel.By mastering the real-time operation status of communication towers and communication networks in real time management personnel can detect and handle potential faults in advance thereby fully ensuring the safe operation of the communication network.Key words tower communication service intelligence tilt monitoring dynamic monitoring。
为什么需要输电线路杆塔倾斜监测装置？
为什么需要输电线路杆塔倾斜监测装置？电网安全运行是社会正常运转的重要保障，电网事故例如输电线路倒塔、倾斜、断线等会对居民用电、生产活动造成极大不方便。
导致输电线路杆塔倾斜的原因有很多，例如滑坡、台风、覆冰脱冰外，还与施工质量不过关、挖矿踩空有关。
杆塔附近违章施工、地质不良等都是重要因素。
输电网覆盖范围广，自然环境复杂，仅仅依靠人力来完成对数量庞大的输电线路杆塔、线路的巡检工作，难度太大。
所以需要专业设备来协助掌握输电线路情况。
（杆塔倾斜，图来源于网络）上海久壬信息科技有限公司输电线路杆塔倾斜监测装置通过双轴倾角传感器监测杆塔倾斜度，通过采集到的倾角数据，计算出杆塔的倾斜度、顺线倾斜度、横向倾斜度等。
监测主机将测量及计算结果通过3G/4G/光纤/wifi等方式传送到监测主站，结合专家知识库和各种理论模型给出杆塔倾斜情况，实现对塔基松动、地质变化引起的塔基倾斜以及由于导线不均匀覆冰、脱冰等引起的塔头倾斜进行远程监测，防止倒塔、折塔等重大事故的发生。
装置适用于采空区、沉降区和不良地质区段，如土质松软区、淤泥区、易滑坡区、风化岩山区或丘陵等。
功能特色功能目标：通过对杆塔横向倾斜、纵向倾斜数据的在线监测，结合线路设计参数给出杆塔倾斜预警信息，便于运维部门及时掌握杆塔运行情况，减少因杆塔倾斜而引发的事故；监测原理：采用双轴倾角传感器，内置高精度A/D 差分转换器，通过5阶滤波算法，从而可以测量传感器输出相对于水平面的倾斜和俯仰角度；选点原则：煤炭开采区、软土质区、山坡地，易发生冰灾、雪灾、滑坡区域，气候恶劣、沙漠地带、河床地带等不良地质区；精确测量：采用双倾角传感器设计，在塔身2/3横担处及塔顶处各安装一个倾角传感器，并做前端计算，综合得出一个比较精确的杆塔倾斜数据；自动采集：自动采集、发送和存储杆塔倾斜数据；智能分析：自动识别并剔除干扰数据；超长续航：产品超低功耗，满足无日照30日工作时长；加密通信：支持多厂家硬件加密芯片，支持I1/国网/南网/MQTT协议；通讯灵活：三网通2G/3G/4G/5G，网口，光纤；远程控制：支持远程升级、查询/设置，支持状态自检，维护便捷。
分体式杆塔倾斜检测系统研制及应用
分体式杆塔倾斜检测系统研制及应用百色供电局所辖输电线路2600多公里，由于部分输电线路沿线城镇开发、沿线高速公路建设及地方小煤窑开采影响，造成部分线路杆塔基础面的发生不同程度的变化。
倾斜对电网的安全运行造成了很大威胁。
由于输电线路铁塔数量大、铁塔倾斜的因数多，范围也比较广，地形地势复杂，仅靠输电运行人员的日常检查很难实现及时和准确地发现铁塔发生倾斜故障，因此，研制一套经济、实用利于现场安装的分体式杆塔倾斜检测系统具有重要意义。
1.系统设计思路分体式杆塔倾斜检测系统由前端检测装置及后台综合分析软件组成，前端装置包括高精度倾角探测传感器和微电子控制技术设计及电源部分，倾角探测器可对杆塔角度进行实时测量；微处理器通过程序指令设定工作模式及传输方式，进行初始化设定，传输率设定以及数据的编码方式等。
通过航空插头与微处理器进行通讯，并将测量数据传到微处理器进行存储；处理器通过对软件测量值进行分析计算，与预先设定阀值进行比较，超过设定值后进行预警显示并通过页面显示、负责人短消息的方式告知相关责任人。
2.系统软硬件特点及功能2.1 前端装置硬件电路组成前端监测装置主要由倾角探测器、微处理器、3G通讯模块、太阳能光伏供电系统及分体式蓄电池组成，装置原理图如图1所示。
图1 前端监测装置原理图2.1.1 倾角探测传感器高精度倾角传感器具有体积小、防水、防尘、防户外强电磁干扰，适于安装，工作电压低、温度漂移小、测量范围宽，其主要参数如下：工作电压DC12V、功率6W（瞬间最大：30W）、技术指标高抗振>20000g，0.5ms，3次/轴、IP 68防护等级、高分辨率0.001o、宽温工作-40～+85℃、线路垂直方向角度范围：-90o～90o，线路方向角度范围：-90o～90o、可靠性：平均无故障连续工作时间大于6300h，年故障次数不大于2次、具有数据采集、测量和通信功能，通过通信网络将测量结果传输到后端综合分析软件系统、加电自启动功能、具有在线自诊断功能。
采空区高压架空杆塔倾斜监测系统设计
采空区高压架空杆塔倾斜监测系统设计摘要：针对如何测量采煤沉陷区高压架空输电线杆塔位移，设计的高精度倾斜传感装置由三轴加速倾斜传感模块、信号处理电路、主控单元、信号收发和电源五部分组成。
倾斜传感模块用来测量杆塔的倾斜角度，而模块的主控单元用来进行高精度装置设备控制，并将杆塔倾斜数据通过高精度倾斜传感装置中的信号处理电路实现数据信息的发送与转换，然后通过无线射频或者485通讯方式，将倾斜数据信息传给前端数据采集装置，最终由数据采集装置采用窄带物联网技术（NB-LOT）,上传到云端后台系统。
关键词：三轴加速度传感模块；信号采样；转换0引言由于我国煤炭地下开采普遍采用自然垮落无充填开采方法，虽然降低了开采成本，但造成采煤沉陷区面积急剧扩大，引起地表塌陷、开裂、地面不均匀沉降等灾害，直接危害到矿井安全生产、生态环境以及人民生活。
随着开采强度急剧增加，使得给更多的矿区高压架空输电线杆塔处在采煤沉陷区上方或采煤沉陷区边缘。
采煤沉陷区造成的地质灾害对高压架空输电线杆塔的安全运行形成了严重威胁。
近些年来，河南平煤公司矿区由地质沉陷区引起的高压杆塔倾斜带来的垂弧、绝缘击穿等故障时有发生，导致矿区供电异常，严重时还会导致系统崩溃，最终带来严重的经济损失和安全事故。
因此，我们有必要进行采空区高压架空杆塔的倾斜检测工作，对此，我们设计了采空区高压架空杆塔倾斜监测预警系统，其对于矿区安全供电至关重要。
当倾斜角θ太小时，一轴传感器测量的分辨率比较低，角度大时，精度才会上升，但无法测量全摆幅。
两轴传感器可实现全摆幅测量，但精度有限，当θx 或θy接近±π/2，分辨率会变低，只有接近0°时，分辨率才会变高。
因此本论文采用三轴加速度传感器[1-3]测量倾斜角度，实现测量全摆幅倾斜角。
1、高精度倾斜传感装置硬件设计高精度倾斜传感装置由三轴加速倾斜传感模块、信号处理电路模块、主控单元、信号收发模块和电源模块五部分组成，各电路模块之间的硬件框图如图1所示。
杆塔倾斜在线监测系统
杆塔倾斜在线监测系统系统概述FH-9001杆塔倾斜在线监测系统，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，对位于冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡多发区、煤矿采空区等不良地质区域内电线杆塔，进行双向倾斜角度（平行于线路方向和垂直于线路方向）实时监测。
当杆塔倾斜角度超过设定的阈值时，系统能够通过GSM/CDMA/GPRS或3G/4G网络及时将预/告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施。
该系统采用太阳能电池板+蓄电池供电方式，安装方便。
投入运行后，可使运营部门及时掌握杆塔工作情况，以有效防止因杆塔倾斜而引发的事故。
本设备也可应用于桥梁、大坝、建筑物等对象的倾斜监测。
产品特性采用进口双轴MEMS传感器，测量精度高；采用太阳能供电系统供电，安装维护方便；通信方式灵活，支持ZIGBEE/WIFI/GSM/CDMA/GPRS/4G网络；为工业级产品，采用防水金属外壳，适应于各种恶劣气候的环境；系统采用低功耗设计，采用动态电源管理策略以满足节电要求；配备完善的后台软件，具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能，可对杆塔状态进行趋势分析；支持受控采集方式和自动采集方式，可通过后台软件设置采样间隔（5分钟-24小时），支持采样手机进行数据查询和报警接受；满足国家电网公司企业标准《输电线路状态监测装置通用技术规范》（Q/GDW-242-2010）。
技术指标倾角测量范围：双轴±30°（可选±15°、±60°或±90°）；倾角测量误差：≤±0.1°；倾角测量分辨率：±0.01°；工作环境：温度：-40℃～+85℃；相对湿度：≤100％；大气压力：550hPa～1060hPa；防护等级：IP65；工作功耗：≤1W；待机功耗≤0.1W；供电方式：太阳能+蓄电池，输入电压＋12～24V；电池使用寿命：≥3年，无外部充电时最多可连续供电30天以上；重量：≈3kg；(不包含蓄电池)适用对象：10KV~500KV输电线、通信铁塔、广告牌、塔吊、建筑物等。
架空输电线路风偏(舞动、弧垂)在线监测预警系统
因冰冻大风天气，往往会出现覆冰输电线路随风舞动的现象,覆冰导线舞动对输电线路安全运行造成了严重危害，容易引起相间闪络、金具损坏，造成线路跳闸停电或引起烧伤导线、拉倒杆塔、导线折断等严重事故，从而造成重大经济损失.国内外学者对覆冰导线舞动机理及防护已进行了大量的研究工作。
根据导线舞动加速度来模拟导线舞动轨迹，并对输电线路导线舞动监测系统以及基于无线传感器网络的输电线路导线舞动多点监测系统进行研究.研发出了输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测预警系统。
输电线路导线风偏(舞动、弧垂)在线监测预警系统根据位物体移传与物体加速度的原理为输电线路导线舞动监测设计出了方案。
该方案利用数字信号处理技术、远程控制技术、无线通讯技术、新能源及低功耗应用技术。
通过布置输电线路上的无线传感器网络和杆塔监测分机，实现对输电导线舞动进行远程的定性和定量分析。
根据输电导线的舞动机理以及前期的相关数据为电力运行部门做在特殊时期做决策提供重要依据。
输电线路导线（风偏、舞动、弧垂）在线监测系统由前端硬件设备与监控中心监控软件两大部分组成。
可实现对导线风偏度、弧垂度或导线的对地距离的监测.并将测量采集到的各种数据值如导线倾角、温度、张力、图像等，进行相应计算得出导线弧垂与对地距离状态量，并存储。
系统将计算结果通过通信网络传输到监控中心.系统满足测量数字化。
输出标准化、通信网络化等特征。
具备自动采集功能，按设定时间间隔自动采集导线弧垂或对地距离相关数据，最小采集间隔宜大于5分钟，在温升过快、线路过载等情况下,具备自动判别以及加密采集的功能；具备受控采集功能，能响应远程指令，按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔、采集点数启动采集；具备自检自恢复功能：具备对装置自身工作状态包括采集、存储、处理、通信等的管理与自检测功能,当判断装置出现运行故障时，能启动相应措施恢复装置的正常运行状态。
系统输出的信息包括：导线弧垂、对地距离状态量、电源电压、工作温度、报警信号、装置心跳包、应答信息、通信连接状态（含信号强度）等等。
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图 １ 架 空线杆塔 倾 斜监 测报 警 系统 结构框 图
３ 系 统 设 备 供 电 由于杆 塔倾 角 监测 报警 系统 安装 在 户外 环境
中 ，就 近 区域无 低压 电 源 ，直 接从 厂 区供 电距 离较 远 且 分散 。 因此 采用 光 伏 电源 为 系 统 设 备 供 电 ， 该 供 电方式 成本 低 、安装 简单 、施 工方便 。在选 用
线 杆 塔 倾 斜 监 测 报 警 系统 ，实现 了杆 塔 倾 斜 角度 的 实 时 监 测 ，并通 过 历 史趋 势 对 比 ，掌握 倾 斜 变 化 趋 势 ，
提 前 预 判 并 发 出短 信 报 警 ，从 而 避 免 杆 塔 倾 斜 倒 塌 造 成 停 车 事 故 。
关 键 词 倾 斜 检 测 报 警 系 统 架 空 线杆 塔 倾 角传 感 器 ＧＰＲＳ 人 机 界 面
架空 线 杆 塔 倾 斜 倒 塌 是 一 个 缓 慢 变 化 的 过 程 ，单 凭 人工巡 检 是无 法及 时发 现 的。另 外 ，人 工 巡 检 也无 法做 到实 时 、精 确监 控 。本 开 发 项 目采 用 双轴 倾 角传感 器 ，安装 固定在 架空 线杆塔 上 ，实 现 ４个 方 向 ０～９０。的 实 时 监 测 ，其 测 量 精 度 为 ０．１。，分 辨 率 ０．Ｏ１。利 用 技 术 手 段 替 代 人 工 巡 检 ，不仅 可 靠 性 高 ，而 且 解 决 了人 工 巡 检 实 时 性 差 、无监 测 数据 的 问题 。 ２ ＧＰＲＳ无 线数 据传 送模 块
如 图 ２所 示 ，在调 度室 、中央变 电站 等终 端 用 户 中安 装通 用 性 人 机界 面软 件 ，该 软 件 具 备 色 变 和 声音 报警 、报 警事 件 和历史 趋势 查询 等 功能 ，通 过 监视 界 面可 以实 时监 视杆 塔倾 角变 化情 况 。供 电 系 统 管 理 和 技 术 人 员 通 过 比较 监 测 角 度 的 变 化 趋 势 （图 ３），可 以判断 杆塔倾 斜 发展 趋 势 ，提 前采 取 防 范措施 ，避 免杆 塔 倒 塌 造 成 供 电 系 统 波动 或 失 电 ，致使 装 置停 车 。
图 ２ 杆 塔 倾 斜 监 测 报 警 系统 监 视 界 面
图 ３ 杆 塔倾 斜监 测 历 史趋势
开 发架 空线 杆 塔 倾 斜 监测 报 警 系 统 ，使 运 维 人员 能 够 及 时 准 确 地 掌 握 架 空 线 杆 塔 的倾 斜 状 况 ，尽可 能及 早 调 整 供 电 负荷 或 果 断 退 出 风 险 线 路 ，保 证 生产 装置 安全 连续 稳 定运行 ，避 免事 故 扩 大 。 １ 双 轴倾 角传 感器
第 ９期
马 吉 等 ．架 空 线 杆 塔 倾 斜 监 测 报警 系 统 的 开 发 与 应 用
７４１
架 空线 杆 塔 倾 斜 监 测 报 警 系统 的开 发 与 应 用
马 公 司 电仪 事 业部 ）
摘 要 为 了及 时检 测供 电 系统 架 空 线 杆 塔 的 倾 斜 状 况 ，开 发 了基 于 无 线 ＧＰＲＳ和 倾 角 传 感 器 的 架 空
作 者 简 介 ：马 吉 （１９８２一），工 程 师 ，从 事 石 油 、化 工 仪 表 技 术 与 维 护 管 理工 作 ，ｍａｊ００２＠ ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｔｏｍ．ｃｎ。
７４２
化 工 自 动 化 及 仪 表
第 ４５卷
系统 设备 时 应 选 择 供 电 电压 相 同 且 功 耗 低 的 设 备 ，以解 决 系统设 备 户外供 电统 一性 的问题 。 ４ 人 机 界 面
由于杆 塔 基 本 分 布 在 较 为 偏 僻 的 山顶 或 野 外 ，且 区域广 、线 路长 、数量 多 ，因此 通过 敷设 信 号
线来 传 送 杆 塔 倾 角 监 测 数 据 不 经 济 。如 图 １所 示 ，采用插 入 手 机 卡 的 ＧＰＲＳ无 线 数 据 传 送 模 块 将倾 角传 感 器 实 时 角 度 信 号 发 送 到 指 定 位 置 的 ＰＣ机 （调 度 室 和 中 央 变 电站 ）上 ，解 决 了数 据 传 输 的问题 。 同时在无 线 传送模 块 中设定 角 度 报警 值 ，当实 际角 度达 到报 警 值 后 自动 发送 短信 到指 定 人 员手 机上 ，实现 实 时监测 与报 警 。另 外 ，该 系 统具 备远程 组 态 和 查 询 功 能 ，降低 了维 护人 员 编 辑 、调 试设 备 的工 作 量 。系 统 选 用 ＧＰＲＳ无 线 网 络实 现终端 监测 设备 与 监控 系统 之间 的无 线远 距 离 通信 ，ＧＰＲＳ无 线 网络 信 号覆 盖 范 围广 ，无 需 铺 设 通信 电缆 ，降低 了系统 建设 成本 和维 护成 本 。
中 图 分 类 号 ＴＰ８６２
文 献 标 识 码 Ｂ
文章 编 号 １０００—３９３２（２０１８）０９．０７４１－． ０２
某 石 化 公 司 炼 油 区 和 化 工 区 发 生 过 两 次 １ｌＯｋＶ架 空 线 杆 塔倒 塌 事故 ，造 成 整个 厂 区和 多 套 装 置停 车 ，损 失 巨大 。生产 中断产 生 的易燃 、易 爆 、有 毒气 体通 过火 炬燃 烧排 放 ，产生 了大 量废 气 和废烟 ，造 成 环境 污染 ，社 会 影 响较 深 。另 外 ，当 厂 区大面积 突 然 失 电 时 ，配 套 系统 无 法 退 守 到 安 全 状态 ，对 装 置 安 全 生 产 构 成 较 大 威 胁 ，风 险 极 高 。架 空线 杆塔 倒 塌 ，恢 复供 电需 要重 新选 址 、设 计 、采购 、施 工 ，周期 较 长 ，投 资 巨 大 ，严 重 影 响 了 企 业 的正 常生产 。