输电线路铁塔倾斜在线监测

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。

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。

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
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。

输电线路铁塔在线监测装置浏览原图•发布时间：2012-8-17详细信息“输电线路铁塔在线监测装置”，专业针对性很强，主要针对高压输变电线路的森林树成长对线路的威胁、积雪无法巡线的威胁、塔基挖沙的威胁、塔基被盗的威胁，而设计的系统。

“输电线路铁塔在线监测装置”是基于公网无线GPRS/EDGE/CDMA1X/3G EVDO的数据通道为传输手段，从而实现对高压输变电线路/塔基情况进行在线实时监测。

同时具备强大的监控中心，既能支持告警实时抓拍图片，也能支持实时视频。

同时通过自身太阳能供电，完成全天候工作，达到实时监控的效果。

这些功能很好地满足了当前的高压输电线路、塔基安全监控实际需求，将使高压输电线路、塔基的安全防护系统建设成为“安全防范无漏洞、安全管理现代化、安全信息数字化”的综合型、高水平的安全防范系统。

提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

输电线路铁塔在线监测装置的工作原理：摄像头采集到的模拟视频信号，如：塔基环境、线路、塔下作业图像，送到无线视频终端，经过数字化、视频压缩编码后，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3G EVDO无线网络、internet网送到视频监控中心，在监控中心上对视频流进行解码，即可看到摄像头拍摄的现场视频画面。

具体为，通过远程数据图像采集器从CCD 摄像机采集模拟视频信号，然后把图像数据进行编码和压缩成为数字视频数据。

最后利用GPRS/EDGE/CDMA1X/3G EVDO无线传输模块将图片及现场数据以IP包的方式发送到图像数据监控服务器。

图像数据监控服务器和图像数据监控客户端分别是装有远程图像监控服务端软件和客户端软件的PC机，它们都连接在互连网络上，由于远程数据图像采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像和设置监控参数都是通过服务器来中转的。

监控中心通过图像数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片、等数据进行分析比对，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保高压线路的安全运行。

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。

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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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920644608.6(22)申请日 2019.05.07(73)专利权人 珠海中瑞电力科技有限公司地址 519085 广东省珠海市唐家湾镇港湾大道科技一路10号民营科技大厦附楼A座3楼3C(72)发明人 曾长兵　聂凤飞　(51)Int.Cl.H02G 1/04(2006.01)(54)实用新型名称输电线路杆塔倾斜在线监测装置(57)摘要本实用新型公开了输电线路杆塔倾斜在线监测装置，包括箱体，所述箱体内部连接有隔板，所述隔板与箱体底部内壁之间连接有传动机构，所述传动机构外壁连接有两个丝杆，所述丝杆远离隔板的一端与箱体顶部内壁相抵，且所述丝杆转动连接在隔板内，所述丝杆外壁连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒外壁连接有两个连杆，两个所述连杆之间连接有张紧轮，所述箱体内部两侧均连接有两个挡板，两个所述挡板之间通过连杆连接有绕线轮；本实用新型利用传动装置调整张紧轮的高低，进而实现对输电线的张紧，避免电线过于松弛或者紧绷产生短路，有利于节约制作成本，有利于输电线路的正常运行。

权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 209545021 U 2019.10.25C N 209545021U权　利　要　求　书1/1页CN 209545021 U1.一种输电线路杆塔倾斜在线监测装置，包括箱体（1），其特征在于，所述箱体（1）内部连接有隔板（101），所述隔板（101）与箱体（1）底部内壁之间连接有传动机构，所述传动机构外壁连接有两个丝杆（2），所述丝杆（2）远离隔板（101）的一端与箱体（1）顶部内壁相抵，且所述丝杆（2）转动连接在隔板（101）内，所述丝杆（2）外壁连接有螺纹套筒（3），所述螺纹套筒（3）外壁连接有两个连杆（4），两个所述连杆（4）之间连接有张紧轮（5），所述箱体（1）内部两侧均连接有两个挡板（6），两个所述挡板（6）之间通过连杆（4）连接有绕线轮（7）。

专利名称：输电线路杆塔倾斜在线监测装置专利类型：实用新型专利
发明人：季洪献,陈军,柴益民,袁秋霞
申请号：CN201220444566.X
申请日：20120831
公开号：CN202793383U
公开日：
20130313
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及输电技术领域，尤其涉及输电线路杆塔倾斜在线监测装置，包括：杆塔倾斜传感器、数据集中器、监测中心、小型气象站、供电模块、RF收发模块，所述的杆塔倾斜传感器与RF收发模块连接，RF收发模块与数据集中器连接，数据集中器与小型气象站、供电模块、监测中心连接。

本实用新型的有益效果在于：可以实时在线监测杆塔的倾斜状况，并且测量范围达±30°，准确度达0.03°。

通过结合线路设计参数给出杆塔倾斜的预警信息，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。

申请人：浙江雷鸟智能电网技术有限公司
地址：311100 浙江省杭州市余杭区文一西路1218号恒生科技园1号楼6层
国籍：CN
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架空输电线路杆塔倾斜在线监测装置技术协议甲方：乙方：1输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范1需求表货物需求及供货范围一览表2在线监测装置技术参数须满足以下标准GB 191包装储运图示标志GB 2314电力金具通用技术条件GB 2887电子计算机场地通用规范GB 4208外壳防护等级（IP代码）GB 9361计算站场地安全要求GB 11463—89电子测量仪器可靠性试验GB 50545－2010 110kV～750kV架空输电线路设计规范GB/T 2317.2电力金具电晕和无线电干扰试验GB/T 2317.3电力金具热循环试验方法GB/T 2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：高温GB/T 2423.4—1993电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法GB/T 2423.5—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T 2423.10—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）GB/T 6587.6电子测量仪器运输试验GB/T 6593电子测量仪器质量检验规则GB/T 14436工业产品保证文件总则GB/T 16611—1996数传电台通用规范GB/T 16927.1高电压试验技术第一部分：一般试验要求GB/T 17626.2—1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3—1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8—1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9—1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验YD/T 799—1996通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法DL/T 741—2010 架空送电线路运行规程QJ/T 815.2－94 产品公路运输加速模拟试验方法JIG 97—2001 测角仪检定规程输变电设备状态监测系统技术导则输电线路状态监测装置通用技术规范国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定3监测内容及装置组成3.1监测内容倾斜度、顺线倾斜度、横向倾斜度、顺线倾斜角、横向倾斜角。