杆塔倾斜在线监测系统的应用
北斗卫星精确定位技术在杆塔倾斜监测中的 应用研究
北斗卫星精确定位技术在杆塔倾斜监测中的应用研究摘要：输电线路通道运行区域环境复杂，经常受采空区、山体滑坡、外力破坏等因素影响，杆塔地基容易变形，导致杆塔倾斜、倒塔断线等严重事故发生，严重时，甚至影响到输电线路的安全稳定运行。
研究并利用北斗卫星精确定位技术，替代人工实现全天候、全自动的连续性监测和预警，有助于及时发现并预防杆塔倾斜事故发生，提高输电线路的精益化运维和可靠供电的保障能力。
关键词：北斗定位；杆塔位移；在线监测前言：近年来，随着电网建设规模不断扩大，使得高压输电线路随之不断增多，尤其一些输电线路运行工况极其复杂，线路杆塔基础经常受采空区、山体滑坡、外力破坏等因素影响，杆塔地基容易变形，导致杆塔倾斜、倒塔断线等严重事故发生，严重时，甚至直接影响到输电线路的安全、稳定、可靠和经济运行。
目前，杆塔基础位移或沉降只能通过人工巡视发现，且隐患治理后，无法进行治理效果的跟踪和评估，对于重要线路的特殊区段，仅靠人工进行特维，其实效性、准确性无法与在线监测系统相比。
因此，研究并利用北斗卫星精确定位技术，对特殊区段杆塔开展全天候、全自动的连续性监测和预警，有助于及时发现并预防杆塔倾斜事件发生，有利于提高供电企业的应急响应和防灾、减灾能力。
1输电线路运维面临的困难及挑战近年来，随着电网建设规模不断扩大，使得高压电力设备随之不断增多，大多输电线路所处区域的地质地貌条件极其复杂，经常受自然现象（如风雨雪、泥石流等）以及煤矿开采、工程施工、人为破坏等因素影响，容易造成塔体发生位移、倾斜、裂变，沉降等现象时有发生，严重影响着电网的安全稳定运行，而传统的人工巡视的方法，主要依靠巡视人员定期到达现场进行巡视，巡视周期较长、劳动强度大，而且很多杆塔难于巡视到位，容易出现巡视空档期，一旦杆塔受地质灾害、人为因素及外力破坏等意外情况影响，运维人员无法及时掌握杆塔受影响程度及变化趋势，并及时采取有效的预防措施，持续跟踪并消除安全隐患，这些都将对输电网的安全运行和正常工作造成极大威胁，甚至造成人民财产的巨大损失。
高压输电线路杆塔倾斜角在线监测方案
高压输电线路杆塔倾斜角在线监测系统方案研制高压输电线路倾角在线监测单元，初步方案为：倾斜角传感器采用高精度的ADXL345，数据采集和Modbus 通信采用Ti 的低供耗单片机MSP430，供电采用太阳能电池板，无线数传DTU 采用低功耗GPRS 模块。
在线监测中心服务器装设组态软件，通过虚拟串口透明地读取远程倾角在线监测单元的现场数据。
一、系统构成：二、倾角在线监测系统Modbus RTU 通信协议倾角在线监测单元地址可以为01～247之间的某一个数值，该地址可以通过监测单元上的一个拨码开关来设置。
有03和06两种功能码。
功能码03表示主机将以RTU 方式读取从机内存放的倾斜角整数据，例如：主机（监测中心服务器）请求从机（现场的监测单元）的X 、Y 、Z 轴的六字节整数据倾斜角，该六字节数据连续存放在从机的0032～0037寄存器内，低位地址存放倾斜角低字节，高位地址存放倾斜角高字节，该主机请求的Modbus RTU 通信协议如下：太阳能供电倾角传感器ADXL345 单片机MSP430GPRS 无线数传模块从机应答的Modbus RTU 通信协议如下：应答的这六个字节为十六进制数，例如：十六进制数0105表示十进制整数为261，即相对于X轴的倾斜角为26.1度。
错误校验XX可采用CRC-16校验法计算得到。
功能码06表示主机将以RTU方式将传感器阈值等数据写入从机的寄存器内，以实现在线监测单元的远程管理配置。
三、Modbus通信协议资料MSP430单片机与GPRS、服务器之间的通信协议采用Modbus。
下面为该协议的一些资料：Modbus总线Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。
通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。
它已经成为一通用工业标准。
有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。
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。
输电线路铁塔倾斜在线监测
输电铁塔倾斜在线监测【五年专业输电线路倾斜监测系统研发生产经验】【通过第三方型式检测报告、2011年浙江电网电力研究院测试报告】【2011年配合合作伙伴支撑30余次国网、南网输电线路杆塔倾斜监测招投标、项目合作】【输电线路杆塔倾斜监测系统遵循国网《Q/GDW559-2010输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范》】业务联络：何小姐①⑤⑧⑧⑨③⑦〇③⑦④ 期待您的来电合作。
一、系统概述对于输电铁塔采空区，沉降区和不良地质区，通过对输电铁塔进行角度实时倾斜的监测，计算分析输电铁塔倾斜状况并上报监控中心，为电力安全运行部门提供决策依据。
在输电铁杆塔倾斜在线监测系统中，我们采用高精度工业级杆塔倾斜探测器对铁塔倾斜进行监，通过GPRS无线网络将输电铁塔的倾斜数据实时上传至监控中心，同时监控中心可远程对监测前端进行各种参数的设置。
二、系统组成输电线路铁塔倾斜在线监测系统是由前端的监控设备和监控中心监控软件组成。
前端硬件设备主要由无线倾斜监测主机、倾角探测器、太阳能电池板及蓄电池组成。
监控中心监控软件为客户服务端软件。
三、系统各组成部分及功能、参数3.1、无线倾斜监测主机系统无线监测主机安装在输电铁塔上，是系统运行的核心。
主要完成对输电线路铁塔倾斜数据的处理、传输及储存功能，同时接收监控中心远程参数设置的各种命令。
3.1.1、数据处理模块内置的数据处理模块是系统的工作核心。
主要完成对倾角探测器所探测到的数据进行处理（储存或传输）；同时接收监控中心的命令进行前端各种参数的设置。
并完成系统自身整体工作状态的检测并将数据上传至监控中心。
3.1.2、无线传输模块铁塔上的监测分机通过GPRS/无线传输模块与监控中心进行远距离无线通信。
通过优化天线设计，保证数据采集和通信正常运行。
对于没有移动信号的地区可采用无线接力方式将信号传输到有移动信号的杆塔，然后再通过GPRS手机网络进行远距离传输。
3.1.3、电源管理模块安装在输电铁塔上的倾斜监测分机通过太阳能电池进行供电；并采用太阳能对蓄电池进行浮充供电。
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。
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。
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。
杆塔综合在线监测技术在电力规划设计中的应用
杆塔综合在线监测技术在电力规划设计中的应用随着对电网安全可靠性要求的不断提高，杆塔综合在线监测技术作为一项提高线路安全、稳定、可靠运行的十分重要的措施得到了广泛的关注和研究，在电力规划中这一技术也具有十分重要的作用。
本文通过分析杆塔综合在线监测技术的内容和基本特点，对其在电力规划设计中的具体作用进行分析讨论。
标签：杆塔；在线监测；电力系统规划我国拥有复杂的输电网络和众多的输电线路，输电线路遇到故障导致跳闸甚至断电将会给国民生活带来诸多困难和不便。
因为我国国土面积大，地形复杂，电能基本上依靠架空输电线输送到全国各地，挂设在高空中的电线不仅承受外界压力、恶劣天气带来的额外冲击力还要经受空气和雨水中化学物质的危害，难免会受到这样那样的威胁。
恶劣的外界环境会使得杆塔可能会出现偏移原位置、上下松动、塔体破坏等问题，严重时会导致杆塔自身扭曲、倾倒、甚至垮塌。
这些变化都会使得杆塔无法进行正常的工作，影响电能输送甚至造成电能输送的中断和人员伤亡。
采用杆塔综合在线检测技术具有十分重要的意义，我们能够读取在线监测所获得的一系列数据和信息，根据实际情况确定极限值，超出极限值时进行预警，我们能够实时了解现场信息，准确迅速的处理故障，保证电力输送安全可靠的運行。
1.杆塔综合在线监测的概念1.1系统设计杆塔综合在线监测系统的主要组成部分有：现场监测元件、太阳能电池、无线设备、通讯天线等。
无线设备的作用是连接现场监测元件和后台主控系统。
主控软件的作用是不断更新数据并对其进行保存和分析。
该系统最重要的部分是无线传感网络，它可以监测到雷击、工频闪络、杆塔不平衡受力、杆塔振动、环境状况等信息。
传感器不仅感受传导所需要的信号而且也起到无线通讯的作用，不仅测量得到信息并且将信息完整有效的传送到后台系统主机。
1.2系统主要特点杆塔综合在线监测系统主要特点之一就是各个传感器可以同时进行采样，并且各自得到的采样数据和结果可以相互对比综合处理。
输电线路杆塔倾斜度在线监测系统
输电线路杆塔倾斜度在线监测系统发布时间：2023-02-15T07:37:24.367Z 来源：《当代电力文化》2022年19期作者：谭麒、何勇、原瀚杰、陈亮、姚健安、谭海傲、张雨、董丽梦[导读] 为了防止杆塔倾斜谭麒、何勇、原瀚杰、陈亮、姚健安、谭海傲、张雨、董丽梦广东电网有限责任公司肇庆供电局广东肇庆 526040摘要:为了防止杆塔倾斜、倒折等事故发生,应当科学监测输电线路杆塔形变位移数据、预警以及信号传输。
采用数字科技手段提高输电线路安全运行水平成为现代化输电线路发展的必然趋势。
因此,构建输电线路在线监测系统势在必行。
针对极端灾害天气逐年多发频发的严峻形势、输电线路设备数量急剧增加、输电线路抢修工作任务逐年繁重和智能监测及预警服务体系不成熟等现实因素,建立输电线路智能监测及预警服务网络系统,提高输电线路自然灾害应急和处置能力,将线路气象灾害事故消除于萌芽状态。
关键词:杆塔倾斜度;在线监测;信号传输；输电线路杆塔倾斜属于典型的隐形故障,在杆塔倾斜现象发生的发展初期,巡线人员很难用肉眼观察到其微小变化。
特别是在台风等自然灾害发生时,需要快速统计杆塔倒杆、倾斜数量,用于应急救灾的计划安排。
输电杆塔发生倾斜的原因,通常有恶劣气候(如台风、龙卷风等)等。
现阶段，因为台风、龙卷风等导致的线路断线倒杆塔、故障跳闸等事件时有发生。
杆塔倾斜状态监测装置的成功研发,从技术层面上可以在灾害发生时或灾害发生后迅速定位倒杆塔,为灾后快速复电提供最时效的倒塔定位信息。
大范围推广后,必将对灾后快速复电工作大有帮助。
一、基于输电杆塔倾斜在线监测系统总体设计监测装置采用电容微型摆锤原理,在地球重力的作用下,通过对装置中的电容量向量进行分析和转换最终得到输电杆塔的倾斜角度。
装置总体组成部分有三部分。
首先是系统内核,数字输出型双轴倾角无线传感器。
另外是转换器,高精度16bit A/D转换器。
最后是其他传感器,高精度数字传感器。
倾斜在线监测系统
倾斜在线监测系统
电网铁塔、通讯铁塔的倾斜过程在无外力影响下是发展缓慢的，需要实时监测获取倾角数据来分析预测杆塔的倾斜趋势，判定是否存在倾斜、倾倒风险。
在自然环境和外界条件的作用下，电网铁塔、通讯铁塔基础时常发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起铁塔的变形或倾斜，造成电气安全距离不够，影响路线正常运行，成为安全隐患，通过安装智能化倾斜监测系统得到倾角准确数据，以便进行人为干预，避免造成巨大损失。
引起铁塔倾斜的主要原因有以下几个方面：
1、长期定向凤舞引起杆塔受力不均；
2、地震、山体滑坡等自然地质灾害；
3、杆塔周围建筑施工；
4、杆塔本体异常、导线断裂；
5、导线、地线覆冰；
6、拉线、塔材被盗；
7、采煤、采矿区地陷、滑移等
FH-9001倾斜监测系统技术特点
1、具备普通倾角传感器水平角、垂直角、空间角的倾角监测功能；
2、搭载高精度倾角传感器配合软件技术实现倾角高精度数据采集，倾角测试精度可达0.1°；
3、无线智能通信，支持在线监测，可通过3G/4G通信，实现远程跨地域测控；
4、高强度分子材料+合金材料，可靠性强，抗干扰、防电磁，IP65级工业防水防尘、（防ESD雷击）适应外场各种恶劣环境，可户外长期使用；
5、功耗低，持续续航时长可达6各月以上，可选配太阳能供电。
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。
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。
高压输电塔杆倾斜在线监测课件
案例分析方法与步 骤
数据收集
通过在线监测系统，收集塔杆的 倾斜角度、倾斜速度等数据，并 记录当地的气候、地质等信息。
数据分析
对收集到的数据进行分析，包括 数据的整理、统计和趋势分析等。
结果对比
将分析结果与塔杆的设计标准进 行对比，评估塔杆的稳定性。
案例分析结果与结论
结果
经过数据分析，发现该塔杆的倾斜角度超过了设计标准，且倾斜速度较快，存在倒塌风险。
输电效率与损耗
输电塔杆的倾斜可能导致 线路的电气距离发生变化， 影响输电效率并增加线路 损耗。
潜在的安全隐患
输电塔杆的持续倾斜可能 带来不可预测的风险，如 雷击、舞动等，对线路安 全构成威胁。
输电塔杆倾斜对周边环境的影响
土地资源的占用
倾斜的输电塔杆可能占用更多的 土地资源，影响土地的正常利用。
景观与视觉影响
数据处理模块
接收传感器模块传输的数据， 进行实时处理和分析，判断塔 杆状态是否正常。
通信模块
将处理后的数据发送至监控中 心，实现远程在线监测。
报警模块
在塔杆状态异常时，发出报警 信号，提醒相关人员及时处理。
系统工作原理
传感器模块安装于高压输电塔杆上， 实时监测塔杆的倾斜角度、振动幅度 等数据。
通信模块将处理后的数据发送至监控 中心，实现远程在线监测。
THANKS
结论
对于山区、丘陵地带的高压输电线路，应加强在线监测，及时发现塔杆的倾斜问题。对于超过设计标准的塔杆， 应采取加固、更换等措施，确保输电线路的安全稳定运行。同时，应进一步研究在线监测技术，提高监测的准确 性和实时性。
05 未来研究方向与展望
现有研究的不足与问题
技术局限性
当前的高压输电塔杆倾斜监测技术仍有许多局限性，如精度不高、 实时性差、易受干扰等。
目前杆塔监测系统(内容分享)
杆塔倾斜在线监测系统1、系统概述杆塔倾斜,沉降在线监测系统，通过两点的二维角度同时进行监测杆塔倾斜度，沉降位移量,并借助GSM/GPRS通信网络进行实时数据传输，结合计算理论模型给出杆塔倾斜情况，及时给出抢修信息，有效预防杆塔倾斜引起的各种事故。
输电线路杆塔倾斜,沉降在线监测系统其本身集成了气象条件监测（如：温湿度、风速、风向等），利用计算理论模型给出杆塔倾斜,沉降情况，并借助现有移动或联通强大的通信网络进行实时数据传输，结合专家知识库和各种理论模型给杆塔倾斜情况，及时给出抢修信息，有效预防杆塔倾斜,沉降引起的各种事故。
安装杆塔倾斜,沉降监测装置, 可以发现因采空区的塌陷等原因和变形特点, 找出其发生、发展的规律, 及时掌握早期预见发生变化的杆塔, 在地面塌陷、地面沉降早期就处于严密监控下,及时采取应对措施,确保线路的安全运行。
2、主要技术指标适用范围：10kV～750kV输电线路导线、跳线、节点、金具等的温度监测；倾角测量范围：-60°～+60°；测量精度：±0.1°；位移测量范围0-200mm; 测量精度：0.1mm杆塔垂直载荷精度：≤1%；水平载荷精度：≤1%；环境温度测量范围：-40～123.8℃，误差：±0.5℃；湿度测量精度：0%～10%，90%～100%，精度：±4%RH；10%～90%，精度：±2%RH；风速：测量范围：0～60m/s；精确性：±0.2 m/s；风向：测量范围：0～359.9°；精确性：±3°；通讯方式：GPRS，3G；防护等级：IP65；蓄电池规格：12V33AH，寿命5年以上；最长无阳光工作时间：30天；3、系统构成输电线路杆塔倾斜,沉降在线监测系统主要完成杆塔倾斜角度的测量，根据客户需要还可对环境温度、湿度、风速、风向等气象数据进行采集。
通过GPRS模块将其发送至监控中心，由监控中心软件判断杆塔倾斜,沉降情况。
杆塔倾斜在线监测系统
HC-XGQ杆塔倾斜在线监测系统简介HC-XGQ杆塔倾斜在线监测系统，是一种主要应用于不良地质区（采空区、滑坡区、沼泽水田区、海边台风区、沙地及高盐冻土区等）高压输电线路杆塔的倾斜监测及报警的系统；采用计算机技术、新能源技术、通信技术、网络技术、强电磁场环境下数据采集技术，为杆塔倾斜在线监测提供可靠的技术保障，对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警。
工作原理HC-XGQ杆塔倾斜在线监测系统，利用数字倾斜角传感器和重力加速度传感器采集的信号，单片机对所采集的信号进行初始化、校正精度，将报警信息通过GSM/SMS方式传输至基站接收系统，基站接收系统处理数据后向相关工作人员发出报警信号，以便于管理人员实时了解运行杆塔的安全状况，指导检修和维护；采用轮循模式：在预定的时间内由基站接收系统发出控制指令，通知每一数据采集单元将其所有数据通过GSM/SMS传输到基站接收系统，基站接收系统对这些大量的数据进行分析处理写入中心数据库。
分析查询系统对中心数据库的数据进行统计分析、模糊判断、近似推理等方法分析处理，计算出运行杆塔倾斜状况和发展趋势。
功能特点1、采用高精度、高分辨率、高可靠性数字倾斜角传感器和重力加速度传感器；2、进行多种方式预报警；3、采用休眠、待机、定时传输相结合的低功耗模式设计；4、抗干扰、防电磁、防水、防雷击；5、采用特殊设计，带电安装，不会影响线路自身结构和运行安全；6、基站、软件系统采用人性化设计，扩展性强；7、对监测的数据经分析后，以数字列表、曲线和图表的形式显示相关参数；8、通过趋势分析软件作出趋势分析图，来推断杆塔倾斜的发展速度与趋势；9、软件程序系统具备自动复位、自动纠错功能，保证软件常年正常运行。
技术参数◆使用范围：66KV-1000KV的输电线路中运行杆塔的在线状态监测；66KV-1000KV的变电站中运行杆塔的在线状态监测；◆杆塔倾斜角测量范围：双轴±10°或双轴±15°◆杆塔倾斜角测量分辨率：±0.05 °◆杆塔倾斜角测量误差：≤±0.3°◆监测单元工作环境温度：-40℃～+85℃；◆监测单元工作环境湿度：不大于98％RH；◆低功耗：整机功耗3mA；◆监测主机电源：太阳能+蓄电池；◆ 监测主机无阳光情况下可连续运行时间：>30天； ◆ 通讯方式：GSM/SMS 无线通信；◆ 蓄电池使用寿命：3-5年；◆ 太阳能电池板使用寿命：10年以上。
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。
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
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Ｌ 一 、 Ｉ 内 网 机 主 站 系 统Ｉ
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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
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。
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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．
．『 骺 ｒ 脯
＾霸
柝 石 —
杆 塔结 构形式 和基 础结 构形 式 ，对保证 线路 安全运 行 和社会 稳定 。 均具 有重 要意 义 ， 也是 当前供 电企业 急需 解决 的课题 。 用实 例说 明 ， 用杆 塔倾斜 在线 应 采
监测 系统对 缺 陷地 面 上杆 塔 进 行 长期 在 线监 测 ， 有 助 于维护 人员 迅速 发现故 障及 时治 理 ，保 证 电力设
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 。主要 工作 原理 ： 前端 采 集设
．
／
一
．
备里 的传感器将采集到的数据经单片机Ｃ Ｕ Ｐ 处理 ， 筛 选后 的数 据整理 打包 下发 给通 信模 块 ，通信 模块
收稿 日期 ：０ ０ １— ８ ２ｌ—００
号 进行 最优 增 益 放 大后 送 人微 处 理 器进 行 处 理 ， 并
时数 据 ． 究分 析线 路杆 塔变 化趋 势 ， 指导 线路 检 研 可 修维 护Ｔ作 。 榆 林市 供 电公 司在线路 管 理 中 ，发 现大紫 线 等 线路 多级杆 塔发 生倾 斜 。一 般 杆塔倾 斜 多为 隐形 故 障 ，常规 目视巡 线不 易及 时发 现而导 致故 障持 续 时 间过 长和故 障 突然暴 发 。 因此 ， 采用 杆塔倾 斜 在线 监
作者简介 ： 王
｜
图 １ 系统 框 架 图
钧 （ ９ ６ ） 男 ， 程 师 ， 西定 边 人 ， 要从 事 科 技 进 步 、 功 电压 、 １６ 一 ， 工 陕 主 无 线损 管 理 工 作 。
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耪席 圣 漶 ｓ 盛 鼹
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图４ 杆塔Ｔ作 ＯＮ 嫠 芟 蔚 与 应 用 Ｉ Ｈ ＩＯ ＬＵ Ｙ Ｉ Ｇ
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杆 塔 倾斜 在 线 监 测 系统 的 应 用
王 钧 ， 闫世平 ， 高 伟 ， 杜新春 ， 徐越峰 ， 高 磊
（ 林 市供 电公 司 ， 西 榆林 榆 陕 ４ ９０ ） １ ０ ０
集装置安装方式不分塔型 ，均安装在杆塔主横担塔材
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 。通过 在线 监测 系统 实
上 ， 以主横担塔材水平面为初始基准 ， 并 校准倾斜装置 初始值归零 ． 进入工作监控状态 ， 同时采集主横担塔材 水平面东 、 、 、Ｌ￣方 向的倾角变化数据 。 西 南 ｔ４ ＂ 通过 特制 的 电磁屏 蔽技 术将信 号 引人 中央控 制 器 中， 信号 经倾 角传感 器进 行 采样 后 ， 过 隔 离 、 通 降 噪 等方式 进行 处理 。再 由游 标型智 能放 大 电路对 信
测 系统对杆 塔倾 斜状 态进行 实 时监测 ，可有效 制 定
将采 样数 据结 果打 包存储 。报警信 息 通过 Ｇ Ｍ／ＭＳ Ｓ Ｓ
传 至基站 接 收系统 ，基 站接 收 系统处 理数据 后 向相
杆塔检修策略 ， 降低检修成本 ， 提高运营效益。
关人 员发 出报 警信 号 。系统 框架 如 图１ 所示 ， 系统 结
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ｐ 备安 全运 行 ¨ ， 防止重 大事 故 的发生 。
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图６ 杆 塔 一 侧 倾 斜 图
２４ 技术 特点 ． （） １ 适用 范 围广 。 适用 于６ ～ ０ Ｖ ６ ５ ０ｋ 的输 电线路 中运行 杆塔 的在线 状 态 监测 以及６ ～ ０ Ｖ 电 站 ６ ５ ０ｋ 变 中运行杆 塔 的在线状 态监 测 。 （ ）数据 采集 及 时准确 。 ２ 该系统 抗 干扰能力 强 ，