一種輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)維護領域，尤其涉及一種輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測方法。
【背景技術】
[0002]引起輸電線路附近鐵塔傾斜的原因有很多，例如相關固定裝置的松動，下方土石的塌陷，周圍風力的過大以及負載的過重，都可能引起鐵塔的不正常傾斜。鐵塔如果傾斜角過大，將會導致自身下墜，連帶輸電線路下墜，后果不堪設想。因此，需要對鐵塔狀態(tài)進行監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)異常時立即向供電管理部門進行報警，提醒供電管理部門在出現(xiàn)供電事故之前對鐵塔進行修復，從而避免供電事故的發(fā)生。
[0003]然而，現(xiàn)有技術中的鐵塔傾斜度監(jiān)控方案都基于人力監(jiān)控，效率低且實時性差，目前尚無輸電線路全程監(jiān)控的機械化方案，因此，需要一種新的輸電線路鐵塔傾斜度檢測方案，能夠替換原有的人力監(jiān)控方案，采用機械化監(jiān)控方案對輸電線路附近鐵塔全程進行監(jiān)控。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺，采用了針對鐵塔的高精度的液體擺式傾斜傳感器，引入通行性能強大的、包括防傾斜結構、控制箱、無刷直流電機、吊裝環(huán)、行走機構、鎖緊機構和壓緊機構的巡視機器人作為通行平臺，還引入了頻分雙工通信技術保障現(xiàn)場通信流暢，從而實現(xiàn)機械化全程監(jiān)控。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺，所述平臺包括液體擺式傾斜傳感器、接觸式開關傳感器和巡檢機器人，液體擺式傾斜傳感器用于檢測鐵塔的實時傾斜度，接觸式開關傳感器位于防傾斜結構上，用于檢測輸電線路前方障礙物，巡檢機器人搭載在輸電線路上，用于根據(jù)液體擺式傾斜傳感器和接觸式開關傳感器的輸出確定是否向遠端的供電管理服務器發(fā)送相應的報警信號。
[0006]更具體地，在所述輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺中，包括:液體擺式傾斜傳感器，設置在輸電線路附近的鐵塔上，內部包括傳感器殼體、傾斜度識別設備、電解泡、作為電導體的液體和三個電極，液體擺式傾斜傳感器利用液體擺原理進行檢測，用于測量鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度；傳感器殼體為U型結構，用于容納電解泡、作為電導體的液體和三個電極；電解泡位于液體內部；三個電極中，兩個電極均勾分布在u型結構外側輪廓的兩端，剩下的電極設置在U型結構內側輪廓的中心點處；傾斜度識別設備與三個電極連接，當電解泡位于液體內部移動時，傾斜度識別設備基于三個電極之間的電容變化計算鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度，并基于鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度計算鐵塔的整體傾斜度；其中，傾斜度識別設備采用FPGA芯片來實現(xiàn)；巡檢機器人，包括防傾斜結構、控制箱、無刷直流電機、吊裝環(huán)、行走機構、鎖緊機構和壓緊機構，防傾斜結構位于前方輸電線路上，控制箱和無刷直流電機都位于輸電線路的下方，吊裝環(huán)用于將巡檢機器人吊裝到輸電線路上，行走機構和鎖緊機構都位于輸電線路上，壓緊機構位于輸電線路的下方；防傾斜結構包括防傾斜輪、固定螺栓和連接板，連接板分別與防傾斜輪和固定螺栓連接，防止巡檢機器人向后傾斜；控制箱內設有主控板和電池，主控板上集成了 AVR32芯片、頻分雙工通信接口和靜態(tài)存儲器，頻分雙工通信接口用于與遠端的供電運營服務器建立雙向無線通信鏈路；無刷直流電機通過減速器與行走機構的驅動輪和壓緊機構的壓緊輪分別連接；行走機構包括同步帶、同步帶張緊機構、驅動輪和水平放置的三個V型輪，驅動輪為三個V型輪在輸電線路上的行走提供動力，同步帶依次經(jīng)過驅動輪、同步帶張緊機構和三個V型輪以保持三個V型輪的同步行走；鎖緊機構包括順序連接的活動扳手、中間支撐件、底部銷件和U型螺栓，用于防止巡檢機器人從輸電線路處墜落；壓緊機構與無刷直流電機連接，包括壓緊輪、棘輪、棘爪、復位彈簧和壓緊彈簧，壓緊輪為V型結構，用于在壓緊彈簧的作用下壓緊輸電線路的架空地線，棘輪與棘爪用于鎖住或放開壓緊輪，復位彈簧用于在壓緊輪被放開時將壓緊輪復位；接觸式開關傳感器，位于防傾斜結構上，與AVR32芯片電性連接，用于在接觸到輸電線路障礙時，發(fā)送接觸障礙信號；其中，AVR32芯片還與傾斜度識別設備通過ZIGBEE通信鏈路連接，以接收鐵塔的整體傾斜度，并在鐵塔的整體傾斜度大于等于預設傾斜度閾值時，通過頻分雙工通信接口向遠端的供電管理服務器發(fā)送鐵塔傾斜報警信號，向行走機構發(fā)送停止行進信號，在鐵塔的整體傾斜度小于預設傾斜度閾值時，通過頻分雙工通信接口向遠端的供電管理服務器發(fā)送鐵塔傾斜正常信號，向行走機構發(fā)送繼續(xù)前進信號；預設傾斜度閾值被預先存儲在靜態(tài)存儲器中。
[0007]更具體地，在所述輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺中，還包括:高清攝像設備，與AVR32芯片電性連接。
[0008]更具體地，在所述輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺中:高清攝像設備采集除冰刀具前方輸電線路的圖像并通過AVR32芯片壓縮編碼。
[0009]更具體地，在所述輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺中:高清攝像設備將壓縮后的圖像通過頻分雙工通信接口發(fā)送給遠端的供電管理服務器。
[0010]更具體地，在所述輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺中:高清攝像設備位于防傾斜結構上。
【附圖說明】
[0011]以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺的結構方框圖。
[0013]附圖標記:1液體擺式傾斜傳感器；2接觸式開關傳感器；3巡檢機器人
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發(fā)明的輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺的實施方案進行詳細說明。
[0015]對于架空的輸電線路來說，其兩端的鐵塔是其固定的支撐部件，如果鐵塔的狀態(tài)異常，例如鐵塔傾斜度過大或者鐵塔搖晃不定，都會給輸電線路的狀態(tài)造成不利影響，嚴重時甚至拉斷輸電線路，引起線路斷電，給用電單位和居民造成不便，同時斷開的線頭也容易導致行人或車輛觸電，后果非常嚴重。因此，需要對輸電線路的鐵塔狀態(tài)進行檢測，尤其對鐵塔的傾斜度進行檢測，然而，現(xiàn)有技術對鐵塔的傾斜度仍偏重于人工模式，這種模式效率低，覆蓋面窄，無法做到全線路快速檢測。
[0016]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺，能夠全程自動對整條輸電線路附近的鐵塔進行快速、精確的狀態(tài)檢測，從而為供電管理部門提供更準確的數(shù)據(jù)，同時減少了供電管理部門的人工開銷，性價比更高。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺的結構方框圖，所述平臺包括液體擺式傾斜傳感器、接觸式開關傳感器和巡檢機器人，液體擺式傾斜傳感器用于檢測鐵塔的實時傾斜度，接觸式開關傳感器位于防傾斜結構上，用于檢測輸電線路前方障礙物，巡檢機器人搭載在輸電線路上，用于根據(jù)液體擺式傾斜傳感器和接觸式開關傳感器的輸出確定是否向遠端的供電管理服務器發(fā)送相應的報警信號。
[0018]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的輸電線路鐵塔傾斜度實時監(jiān)測平臺的具體結構進行進一步的說明。
[0019]所述平臺包括:液體擺式傾斜傳感器，設置在輸電線路附近的鐵塔上，內部包括傳感器殼體、傾斜度識別設備、電解泡、作為電導體的液體和三個電極，液體擺式傾斜傳感器利用液體擺原理進行檢測，用于測量鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度。
[0020]傳感器殼體為U型結構，用于容納電解泡、作為電導體的液體和三個電極；電解泡位于液體內部；三個電極中，兩個電極均勻分布在U型結構外側輪廓的兩端，剩下的電極設置在U型結構內側輪廓的中心點處；傾斜度識別設備與三個電極連接，當電解泡位于液體內部移動時，傾斜度識別設備基于三個電極之間的電容變化計算鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度，并基于鐵塔在順線方向的傾斜角度和橫線方向的傾斜角度計算鐵塔的整體傾斜度。其中，傾斜度識別設備采用FPGA芯片來實現(xiàn)。
[0021]所述平臺包括:巡檢機器人，包括防傾斜結構、控制箱、無刷直流電機、吊裝環(huán)、行走機構、鎖緊機構和壓緊機構。
[0022]防傾斜結構位于前方輸電線路上，控制箱和無刷直流電機都位于輸電線路的下方，吊裝環(huán)用于將巡檢機器人吊裝到輸電線路上，行走機構和鎖緊機構都位于輸電線路上，壓緊機構位于輸電線路的下方；防傾斜結構包括防傾斜輪、固定螺栓和連接板，連接板分別與防傾斜輪和固定螺栓連接，防止巡檢機器人向后傾斜。
[0023]控制箱內設有主控板和電池，主控板上集成了 AVR32芯片、頻分雙工通信接口和靜態(tài)存儲器，頻分雙工通信接口用于與遠端的供電運營服務器建立雙向無線通信鏈路；無刷直流電機通過減速器與行走機構的驅動輪和壓緊機構的壓緊輪分別連接；行走機構包括同步帶、同步帶張緊機構、驅動輪和水平放置的三個V型輪，驅動輪為三個V型輪在輸電線路上的行走提供動力，同步帶依次經(jīng)過驅動輪、同步帶張緊機構和三個V型輪以保持三個V型輪的同步行走。
[0024]鎖緊機構包括順序連接的活動扳手、中間支撐件、底部銷件和U型螺栓，用于防止巡檢機器人從輸電線路處墜落；壓緊機構與無刷直流電機連接，包括壓緊輪、棘輪、棘爪、復位彈簧和壓緊彈簧，壓緊輪為V型結構