杆塔倾斜在线监测系统使运行部门及时掌握杆塔安全运行情况

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。

高压输电线路在线监测系统详细介绍高压输电线路在线监测系统是直接安装到输电线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征的测量，传输河诊断的系统。

实现输电线路状态检修的重要手段，是提高输电线路运行安全可靠的有效方法，通过输电线路状态监测参数的分析，可以及时判断输电线路故障预警方案，便于采取绝缘子清扫，覆冰线路融冰等措施。

降低输电线路事故发生的可能性。

高压输电线路发展阶段●带电测试阶段。

其实于70年代左右，当时只是为了不停电而对输电线路某些绝缘参数（如泄漏电流）直接测量，设备简单，灵敏度低。

●从80年代开始，出现了各种专用的带电测试仪器，使在线监测技术从传统模式走向数字量化，使用传感器将被测量的参数直接转换成电器信号。

●90年代随着计算机的推广使用，出现了以计算机技术为核心的微机多功能绝缘监测系统。

到目前为止，大量的在线监测技术已在高压输电线路中得到了广泛的应用。

在我国很多地区的供电企业都开展了这个项目工作。

高压输电线路在线监测状态检修的特点● 1.实时性：输电线路在线监测技术对设设备的状态实时监测，不受设备运行情况和时间限制，随时监测设备的运行状态，一旦发现问题，及时跟踪和检测，对保证电网安全更有意义。

●真是性:高压输电线路在线监测在运行状态下的参数进行分析，监测的结果符合是实事求是的情况，更加真是全面。

●提高设备供电的可能性：由于是实时监测，可以减少电力人员巡视，查找时间。

可以提高电力部门全员劳动生产力。

高压输电线路在线监测的技术和应用1、微气象监测系统输电线路由于其分散性特点，所处环境变化较多，极易由风偏、雷击、污秽等引起线路故障，特别是局部环境的变化及时掌握更需要在线数据的监测。

微气象监测系统主要对输电线路走廊微气象环境数据进行在线监测等，能将所测监测点温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光辐射等气象参数及严密数据进行分析。

通过定期数据传送，使线路技术人员根据数据曲线能及时掌握线路运行环境的气候变化规律，以便采取相应的措施(比如：雷区安装氧化锌避雷器、污秽区采取调爬等)防止线路发生停电事故。

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。

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。

输电线路杆塔倾斜度在线监测系统周柯宏;张烨;舒佳;王列华【摘要】为能及时获取杆塔倾斜状态信息,防止杆塔倾斜造成倒塔、断线、跳闸等灾害,设计了一种输电线路杆塔倾斜度在线监测系统.建立杆塔倾斜度计算模型,结合无线分组业务/码分多址/第三代移动通信技术/基于IEEE 802.11b标准的无线局域网/光纤等通信网络,实现在各种极端气象、特殊地形下对杆塔倾斜状态的在线监测.经工程实践验证,该系统有效可行且精度高,为输电线路安全运行提供了理论依据.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2013(026)007【总页数】5页(P57-61)【关键词】输电线路;杆塔倾斜;倾斜度;在线监测【作者】周柯宏;张烨;舒佳;王列华【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM75中国幅员辽阔，可开发的水力资源的三分之二分布在西北和西南地区，煤炭资源大部分蕴藏在西北地区北部和华北地区西部，而负荷中心主要集中在东部沿海地区。

由此造成电力资源与负荷中心分布不均匀，加上我国电力需求持续增加，电网规模迅速扩大，对输电线路安全运行的要求越来越高。

在自然环境和外界条件作用下，如采空(采煤后废弃的空间)地区，飓风、重覆冰的极端气象地区，杆塔基础时常会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起杆塔变形或倾斜。

杆塔倾斜会造成倒塔、断线、跳闸等灾害。

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。

当发现其沉降时，输电线路已处于危险状态。

安装杆塔倾斜监测装置，可以发现杆塔变形和倾斜，找出其发生、发展的特点，及时掌握早期杆塔变化，预见其发展程度，并及时采取相应措施，确保线路的安全运行[1-2]。

目前常规的杆塔倾斜测量方法是经纬仪测量法[3-5]，采用经纬仪在横、顺线路距离铁塔大于1.5 倍塔高的位置上两次测量偏移值，通过计算获得杆塔的倾斜率。

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。

智慧杆塔倾斜监控技术的应用
张祺伟
【期刊名称】《无线互联科技》
【年(卷),期】2024(21)4
【摘要】杆塔是通信业务开展的重要基础之一。

杆塔通常的设计使用寿命在50年。

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。

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。

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。

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。

【总页数】3页(P71-73)
【作者】张祺伟
【作者单位】中国铁塔股份有限公司太原市分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN914
【相关文献】
1.光栅传感技术在输电杆塔倾斜监测中的应用
2.窄带通信技术在电力杆塔倾斜监测中的应用
3.无人机倾斜摄影技术在输电杆塔斜度精确测量中的应用
4.智慧交通中
无人机倾斜摄影航测技术与BIM技术的应用5.基于北斗定位技术的杆塔倾斜实时
监测系统的研究与应用
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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。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]实用新型专利说明书[11]授权公告号CN 201413141Y [45]授权公告日2010年2月24日专利号 ZL 200920044344.7[22]申请日2009.06.10[21]申请号200920044344.7[73]专利权人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市南三环路中国矿业大学科技处共同专利权人江苏省电力公司徐州供电公司[72]设计人袁广林 张云飞 舒前进 赵军 李永清姬永生 [74]专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司代理人唐惠芬[51]Int.CI.G01C 9/00 (2006.01)G08C 17/02 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页[54]实用新型名称高压输电线路杆塔倾斜在线监测预警系统[57]摘要一种高压输电线路杆塔倾斜在线监测预警系统，由设在杆塔上的监测器、设置在室内监控中心的无线接收单元和计算机构成，监测器和无线接收单元通过通讯网络传输数据；监测器由屏蔽箱、设在其内的无线发射单元、低功率智能线路板、设在抗干扰屏蔽盒内的倾角传感器和硅能蓄电池构成，无线发射单元、倾角传感器与低功率智能线路板连接，由硅能蓄电池供电，硅能蓄电池连接有为其提供电能的阳能电池板，无线接收单元通过调制解调器与计算机相连，计算机连接报警器和输入输出设备。

通过对杆塔的工作状态进行24小时实时监测，为排除隐患和加固、抢修提供依据，对保证输电线路安全具有重要作用。

其施工简单，操作方便。

200920044344.7权 利 要 求 书第1/1页 1、一种高压输电线路杆塔倾斜在线监测预警系统，其特征在于：它由设在杆塔上的监测器、设置在室内监控中心的无线接收单元和计算机构成，所述监测器和无线接收单元通过通讯网络传输数据；所述的监测器由屏蔽箱、设在其内的无线发射单元、低功率智能线路板、设在抗干扰屏蔽盒内的倾角传感器和硅能蓄电池构成，无线发射单元、倾角传感器与低功率智能线路板连接，由硅能蓄电池供电，硅能蓄电池连接有为其提供电能的太阳能电池板，无线接收单元通过调制解调器与计算机相连，计算机连接报警器和输入输出设备。