CN110487259B - 一种输电线路地灾预警*** - Google Patents

一种输电线路地灾预警*** Download PDF

Info

Publication number
CN110487259B
CN110487259B CN201910802657.2A CN201910802657A CN110487259B CN 110487259 B CN110487259 B CN 110487259B CN 201910802657 A CN201910802657 A CN 201910802657A CN 110487259 B CN110487259 B CN 110487259B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
tower
inclination
triaxial acceleration
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910802657.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110487259A (zh
Inventor
李成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Dongyu Information Technology Co ltd
Original Assignee
Sichuan Dongyu Information Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Dongyu Information Technology Co ltd filed Critical Sichuan Dongyu Information Technology Co ltd
Priority to CN201910802657.2A priority Critical patent/CN110487259B/zh
Publication of CN110487259A publication Critical patent/CN110487259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110487259B publication Critical patent/CN110487259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/02—Means for marking measuring points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种输电线路地灾预警***，包括智能三维姿态与振动监测仪、GNSS地表位移监测仪和边缘计算服务器；智能三维姿态与振动监测仪固定安装在输电线路的塔杆上，用于采集塔杆的三轴加速度数据和倾斜数据；智能三维姿态与振动监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔杆三轴加速度数据和倾斜数据传输到边缘计算服务器；GNSS地表位移监测仪安装在塔杆的塔基上，用于采集塔基的三维地表形变数据；GNSS地表位移监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔基三维地表形变数据传输到边缘计算服务器；边缘计算服务器安装在塔杆的塔基上。

Description

一种输电线路地灾预警***
技术领域
本发明属于输电线路险情预警技术领域，具体地说，涉及一种输电线路地灾预警***。
背景技术
我国土地幅员辽阔，在国土范围内的地形地貌多种多样，人民居住生活在不同的地形地貌上。电力是支持经济发展的主要动力，高压输电线路是电力输送通道、是国民经济动脉。为了满足分布在不同地形地貌上的人民的生活用电需求，需要在不同的地形地貌上搭建输电线路，其中不乏地质环境条件极为复杂的区域。在一些地质条件极为复杂的区域，一年四季都可能产生大风，在夏季遇到较多的降水会发生滑坡泥石流等地质灾害，更甚者有些区域还处于地震带上，容易发生地震等灾害，这些灾害严重时会对电力传输线路造成损坏，造成经济损失的同时也为电力传输线路下游的人民带来不便。电力传输线路主要依赖塔杆进行搭建，塔杆在地灾中损坏后，电力传输线路也会遭到损坏。
申请号为201810815368.1的发明专利公开了一种输电线路地质灾害的分区评估预警方法及***，包括基于输电线路地质灾害风险评估区域的评估指标数据和预先划分的多个分区，获得多个指标分区分布图；运用风险评估模型，将各指标分区分布图在地理信息***上计算得到输电线路地质灾害风险分布图；在所述输电线路地质灾害风险分布图中基于被评估区域进行输电线路区域风险评估和输电线路杆塔风险评估。本发明根据不同地质环境特征，将评估区域划分为多个子区，并根据各子区的地质环境特征，分别确定各自的风险评估体系，开展差异化分区评估，特别是进行大区域的地质灾害风险评估时，可使评估结果更准确。该方案主要基于不同地质环境特征，将评估区域划分为多个子区，以确定各子区的风险评估体系，进行评估，该方法主要用于区域风险的评估，并不能够根据不同时间的具体数据进行预警，并不能起到很好的预警及报警作用。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种输电线路地灾预警***，该***通过智能三维姿态与振动监测仪采集塔杆三轴加速度和倾斜数据，通过GNSS地表位移监测仪采集塔基三维地表形变数据，边缘计算服务器通过对塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，实现对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态，综合进行输电线路灾害预警。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种输电线路地灾预警***，包括智能三维姿态与振动监测仪、GNSS地表位移监测仪和边缘计算服务器；
所述的智能三维姿态与振动监测仪固定安装在输电线路的塔杆上，用于采集塔杆三轴加速度数据和倾斜数据；智能三维姿态与振动监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔杆三轴加速度数据和倾斜数据传输到边缘计算服务器；
所述的GNSS地表位移监测仪安装在塔杆的塔基上，用于采集塔基三维地表形变数据；GNSS地表位移监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔基三维地表形变数据传输到边缘计算服务器；
所述的边缘计算服务器安装在塔杆的塔基上，用于结合塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态。
所述的智能三维姿态与振动监测仪为多个，均匀分布安装在塔杆上。
所述的智能三维姿态与振动监测仪为3个，分别安装在塔杆顶部，塔杆中部和塔杆下部。
所述的智能三维姿态与振动监测仪包括三轴加速度传感器、倾角传感器、中央处理电路和数据传输电路，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度数据并将三轴加速度数据传输到中央处理电路，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理电路，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据，所述的中央处理电路用于根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据调整三轴加速度传感器和倾角传感器的采集频率，同时调整数据传输电路的上传频率。
所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括存储器电路，所述的存储器电路与中央处理电路连接，用于存储采集到的三轴加速度数据和倾角数据。
所述的数据传输电路为无线数据传输电路、有线数据传输电路或者二者的组合，所述的无线数据传输电路的控制端与中央处理电路的无线传输信号控制端连接，所述的有线数据传输电路的控制端与中央处理电路的有线传输信号控制端连接。
所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括供电电路，供电电路为三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路供电，所述的供电电路包括稳压电路和蓄电池，所述的稳压电路的电压源输出端分别与三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路连接，所述的稳压电路的输入端与蓄电池的供电端连接。
所述的***还包括环境监测装置，所述的环境监测装置安装在紧邻塔杆处的地面上，用于采集塔杆所在位置的环境参数，环境监测装置的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的环境参数传输到边缘计算服务器，边缘计算服务器结合环境参数、塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，评估线路安全。
所述的塔基三维地表形变数据包括塔基平面位移和垂直位移，所述的外力导致的塔杆倾斜包括杆塔基础变形和不均匀沉降导致的塔杆倾斜，所述的机械碰撞外力破坏包括地震破坏、风力破坏和崩塌落石破坏。
本发明的有益效果是：
(1)该***通过智能三维姿态与振动监测仪采集塔杆三轴加速度和倾斜数据，通过GNSS地表位移监测仪采集塔基三维地表形变数据，边缘计算服务器通过对塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，实现对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态，综合进行输电线路灾害预警。
(2)智能三维姿态与振动监测仪能够根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据调整三轴加速度传感器和倾角传感器的采集频率，同时调整数据传输电路的上传频率，在无异常时使用预设频率，减少功耗，在发生异常时能够采集更多的数据，为地灾等提供数据依据。
(3)***设置环境监测装置采集塔杆所在位置的环境参数，强降雨等天气会对地质造成影响，大风会对塔杆三轴加速度和倾斜数据造成影响，存在地灾或者输电线路遭到破坏的隐患，基于环境参数对线路安全进行评估和预警更准确、及时。
附图说明
图1为本发明实施例一***框图；
图2为本发明实施例二***框图；
图3为智能三维姿态与振动监测仪示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
以下结合附图对本发明作进一步描述：
实施例一
在本发明的一个实施例中，如图1所示，公开了一种输电线路地灾预警***，
包括智能三维姿态与振动监测仪、GNSS地表位移监测仪和边缘计算服务器；所述的智能三维姿态与振动监测仪固定安装在输电线路的塔杆上，用于采集塔杆三轴加速度数据和倾斜数据；
智能三维姿态与振动监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔杆三轴加速度数据和倾斜数据传输到边缘计算服务器；
所述的GNSS地表位移监测仪安装在塔杆的塔基上，用于采集塔基三维地表形变数据；
GNSS地表位移监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔基三维地表形变数据传输到边缘计算服务器；
所述的边缘计算服务器安装在塔杆的塔基上，用于结合塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态，综合进行输电线路灾害预警。
所述的塔基三维地表形变数据包括塔基平面位移和垂直位移，所述的外力导致的塔杆倾斜包括杆塔基础变形和不均匀沉降导致的塔杆倾斜，所述的机械碰撞外力破坏包括地震破坏、风力破坏和崩塌落石破坏。
在该实施例中，智能三维姿态与振动监测仪为3个，分别安装在塔杆顶部，塔杆中部和塔杆下部，由于塔杆具有一定的高度，且塔基固定在地表，因此在收到外力作用时，塔杆的各个位置的三轴加速度和倾斜度存在一定的差异，而塔杆会在某些异常情况下折断，通过不同位置的三轴加速度和倾斜数据进行比较可以简单确定塔杆折断的位置，为抢修人员提供准备材料抢修工具等的方向，加快维修速度，更有利于快速恢复电力供应。当然，在其余实施例中，可以根据具体需求设置任意多个。
结合塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析包括：若塔杆倾斜数据、三轴加速度数据以及塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆及塔基稳定，未发生外力导致的塔杆倾斜；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在外力作用下发生改变，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较小，不需要进行报警，事件严重性为A级，轻微；若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，且保持不变，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆存在折断风险，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较大，进行塔杆倾斜和破坏早期预警，实时监控，事件严重性为C级，严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据连续变化超过预设差值，则塔基地表发生剧烈形变，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；
若塔杆倾斜数据持续变大，塔杆三轴加速度数据无变化，塔基三维地表形变数据连续变化小于预设差值，则塔基地表发生缓慢形变，塔基的整体稳定性变差，进行预警，事件严重性为B级，不严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内具有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在地震作用下发生改变，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第二倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第二三轴加速度阈值，则地震波较小，进行地震报警，事件严重性为B级，不严重；若塔杆倾斜数据大于第二倾斜度阈值小于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第二三轴加速度阈值小于第三三轴加速度阈值，则地震波较大，进行地震报警，事件严重性为C级，严重，若塔杆倾斜数据大于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第三三轴加速度阈值，则地震波非常大，进行地震报警，事件严重性为D级，非常严重。
其中第一三轴加速度阈值和第一倾斜度阈值根据塔杆的能够承受的弯折应力来确定，在该二分之一弯折应力作用下塔杆加速度为第一三轴加速度阈值，塔杆倾斜度为第一倾斜度阈值，第二三轴加速度阈值、第二倾斜度阈值、第三三轴加速度阈值和第三倾斜度阈值根据塔杆的额定防震等级和地震动峰值加速度和地震反应谱特征周期来确定。第二加速度阈值为二分之一额定震级下地震动峰值加速度，第二倾斜度阈值为达到第二加速度阈值时的塔杆倾斜度；第三加速度阈值为额定震级下地震动峰值加速度，第三倾斜度阈值为达到第三加速度阈值时的塔杆倾斜度。
实施例二
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，公开了一种输电线路地灾预警***，包括智能三维姿态与振动监测仪、GNSS地表位移监测仪、环境监测装置和边缘计算服务器；所述的智能三维姿态与振动监测仪固定安装在输电线路的塔杆上，用于采集塔杆三轴加速度数据和倾斜数据；智能三维姿态与振动监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔杆三轴加速度数据和倾斜数据传输到边缘计算服务器；所述的GNSS地表位移监测仪安装在塔杆的塔基上，用于采集塔基三维地表形变数据；GNSS地表位移监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔基三维地表形变数据传输到边缘计算服务器；所述的环境监测装置安装在紧邻塔杆处的地面上，用于采集塔杆所在位置的环境参数，环境监测装置的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的环境参数传输到边缘计算服务器；所述的边缘计算服务器安装在塔杆的塔基上，用于结合环境参数、塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态，综合进行输电线路灾害预警，评估线路安全。
所述的塔基三维地表形变数据包括塔基平面位移和垂直位移，所述的外力导致的塔杆倾斜包括杆塔基础变形和不均匀沉降导致的塔杆倾斜，所述的机械碰撞外力破坏包括地震破坏、风力破坏和崩塌落石破坏。
在本实施例中，智能三维姿态与振动监测仪为四个，均匀分布在塔杆上。
结合环境参数、塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析包括：若塔杆倾斜数据、三轴加速度数据以及塔基三维地表形变数据持续不变，且环境稳定无降雨无大风，则塔杆及塔基稳定，未发生外力导致的塔杆倾斜；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在外力作用下发生改变，结合环境数据判断是否存在大风，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较小，风力较小，不需要进行报警，事件严重性为A级，轻微；若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，且保持不变，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆存在折断风险，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较大，风力较大，进行塔杆倾斜和破坏早期预警，实时监控，事件严重性为C级，严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据连续变化超过预设差值，结合环境参数，环境湿度大，近期发生过强降雨，则塔基地表发生剧烈形变，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；
若塔杆倾斜数据持续变大，塔杆三轴加速度数据无变化，塔基三维地表形变数据连续变化小于预设差值，结合环境参数，环境湿度正常，近期未发生过强降雨，则塔基地表发生缓慢形变，塔基的整体稳定性变差，进行预警，事件严重性为B级，不严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内具有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在地震作用下发生改变，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第二倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第二三轴加速度阈值，则地震波较小，进行地震报警，事件严重性为B级，不严重；若塔杆倾斜数据大于第二倾斜度阈值小于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第二三轴加速度阈值小于第三三轴加速度阈值，则地震波较大，进行地震报警，事件严重性为C级，严重，若塔杆倾斜数据大于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第三三轴加速度阈值，则地震波非常大，进行地震报警，事件严重性为D级，非常严重。
其中第一三轴加速度阈值和第一倾斜度阈值根据塔杆的能够承受的弯折应力来确定，在该二分之一弯折应力作用下塔杆加速度为第一三轴加速度阈值，塔杆倾斜度为第一倾斜度阈值，第二三轴加速度阈值、第二倾斜度阈值、第三三轴加速度阈值和第三倾斜度阈值根据塔杆的额定防震等级和地震动峰值加速度和地震反应谱特征周期来确定。第二三轴加速度阈值为二分之一额定震级下地震动峰值加速度，第二倾斜度阈值为达到第二三轴加速度阈值时的塔杆倾斜度；第三三轴加速度阈值为额定震级下地震动峰值加速度，第三倾斜度阈值为达到第三三轴加速度阈值时的塔杆倾斜度。
如图3所示，所述的智能三维姿态与振动监测仪包括三轴加速度传感器、倾角传感器、中央处理电路和数据传输电路，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度数据并将三轴加速度数据传输到中央处理电路，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理电路，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据，所述的中央处理电路用于根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据调整三轴加速度传感器和倾角传感器的采集频率，同时调整数据传输电路的上传频率。
所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括存储器电路，所述的存储器电路与中央处理电路连接，用于存储采集到的三轴加速度数据和倾角数据。
所述的数据传输电路为无线数据传输电路、有线数据传输电路或者二者的组合，所述的无线数据传输电路的控制端与中央处理电路的无线传输信号控制端连接，所述的有线数据传输电路的控制端与中央处理电路的有线传输信号控制端连接。
所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括供电电路，供电电路为三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路供电，所述的供电电路包括稳压电路和蓄电池，所述的稳压电路的电压源输出端分别与三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路连接，所述的稳压电路的输入端与蓄电池的供电端连接。
采用本申请的输电线路地灾预警***通过智能三维姿态与振动监测仪采集塔杆三轴加速度和倾斜数据，通过GNSS地表位移监测仪采集塔基三维地表形变数据，边缘计算服务器通过对塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，实现对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态，综合进行输电线路灾害预警。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种输电线路地灾预警***，其特征在于：包括智能三维姿态与振动监测仪、GNSS地表位移监测仪、环境监测装置和边缘计算服务器；
所述的智能三维姿态与振动监测仪固定安装在输电线路的塔杆上，用于采集塔杆三轴加速度数据和倾斜数据；智能三维姿态与振动监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔杆三轴加速度数据和倾斜数据传输到边缘计算服务器；
所述的GNSS地表位移监测仪安装在塔杆的塔基上，用于采集塔基三维地表形变数据；GNSS地表位移监测仪的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的塔基三维地表形变数据传输到边缘计算服务器；
所述的边缘计算服务器安装在塔杆的塔基上，用于结合塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，对外力导致的塔杆倾斜做出早期预警和故障报警，对机械碰撞外力破坏提供事件报警和严重性评估，同时评价塔基的整体稳定状态；
所述的环境监测装置安装在紧邻塔杆处的地面上，用于采集塔杆所在位置的环境参数，环境监测装置的数据输出端与边缘计算服务器的数据输入端连接，用于将采集到的环境参数传输到边缘计算服务器，边缘计算服务器结合环境参数、塔杆倾斜数据、塔杆三轴加速度数据和塔基三维地表形变数据进行分析，将各数据与对应预设的阈值进行比对，判定事件的严重等级，评估线路安全，具体为：若塔杆倾斜数据、三轴加速度数据以及塔基三维地表形变数据持续不变，且环境稳定无降雨无大风，则塔杆及塔基稳定，未发生外力导致的塔杆倾斜；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在外力作用下发生改变，结合环境数据判断是否存在大风，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较小，风力较小，不需要进行报警，事件严重性为A级，轻微；
若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，且保持不变，三轴加速度数据小于第一三轴加速度阈值，则塔杆存在折断风险，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；
若塔杆倾斜数据大于第一倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第一三轴加速度阈值，则塔杆倾斜度和加速度对塔杆影响较大，风力较大，进行塔杆倾斜和破坏早期预警，实时监控，事件严重性为C级，严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内没有规律，塔基三维地表形变数据连续变化超过预设差值，结合环境参数，环境湿度大，近期发生过强降雨，则塔基地表发生剧烈形变，进行故障报警，事件严重性为D级，非常严重；
若塔杆倾斜数据持续变大，塔杆三轴加速度数据无变化，塔基三维地表形变数据连续变化小于预设差值，结合环境参数，环境湿度正常，近期未发生过强降雨，则塔基地表发生缓慢形变，塔基的整体稳定性变差，进行预警，事件严重性为B级，不严重；
若塔杆倾斜数据和塔杆三轴加速度数据呈规律变化，且在多个地震反应谱特征周期内具有规律，塔基三维地表形变数据持续不变，则塔杆姿态在地震作用下发生改变，将塔杆倾斜数据与倾斜度阈值、将三轴加速度数据与三轴加速度阈值进行对比，若塔杆倾斜数据小于第二倾斜度阈值，三轴加速度数据小于第二三轴加速度阈值，则地震波较小，进行地震报警，事件严重性为B级，不严重；
若塔杆倾斜数据大于第二倾斜度阈值小于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第二三轴加速度阈值小于第三三轴加速度阈值，则地震波较大，进行地震报警，事件严重性为C级，严重；
若塔杆倾斜数据大于第三倾斜度阈值，三轴加速度数据大于第三三轴加速度阈值，则地震波非常大，进行地震报警，事件严重性为D级，非常严重。
2.根据权利要求1所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的智能三维姿态与振动监测仪为多个，均匀分布安装在塔杆上。
3.根据权利要求2所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的智能三维姿态与振动监测仪为3个，分别安装在塔杆顶部，塔杆中部和塔杆下部。
4.根据权利要求1所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的智能三维姿态与振动监测仪包括三轴加速度传感器、倾角传感器、中央处理电路和数据传输电路，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度数据并将三轴加速度数据传输到中央处理电路，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理电路，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据，所述的中央处理电路用于根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据调整三轴加速度传感器和倾角传感器的采集频率，同时调整数据传输电路的上传频率。
5.根据权利要求4所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括存储器电路，所述的存储器电路与中央处理电路连接，用于存储采集到的三轴加速度数据和倾角数据。
6.根据权利要求5所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的数据传输电路为无线数据传输电路、有线数据传输电路或者二者的组合，所述的无线数据传输电路的控制端与中央处理电路的无线传输信号控制端连接，所述的有线数据传输电路的控制端与中央处理电路的有线传输信号控制端连接。
7.根据权利要求4所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的智能三维姿态与振动监测仪还包括供电电路，供电电路为三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路供电，所述的供电电路包括稳压电路和蓄电池，所述的稳压电路的电压源输出端分别与三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理电路连接，所述的稳压电路的输入端与蓄电池的供电端连接。
8.根据权利要求1所述的输电线路地灾预警***，其特征在于：所述的塔基三维地表形变数据包括塔基平面位移和垂直位移，所述的外力导致的塔杆倾斜包括杆塔基础变形和不均匀沉降导致的塔杆倾斜，所述的机械碰撞外力破坏包括地震破坏、风力破坏和崩塌落石破坏。
CN201910802657.2A 2019-08-28 2019-08-28 一种输电线路地灾预警*** Active CN110487259B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910802657.2A CN110487259B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种输电线路地灾预警***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910802657.2A CN110487259B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种输电线路地灾预警***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110487259A CN110487259A (zh) 2019-11-22
CN110487259B true CN110487259B (zh) 2021-09-28

Family

ID=68554823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910802657.2A Active CN110487259B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种输电线路地灾预警***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110487259B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111121864A (zh) * 2019-12-12 2020-05-08 广东电网有限责任公司 一种输电线路结构安全监测方法、装置及设备
CN111189533B (zh) * 2019-12-26 2021-11-16 深圳供电局有限公司 外力入侵监测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114111552B (zh) * 2021-11-29 2024-07-02 广州吉欧电子科技有限公司 一种基于gnss天线和mems的滑坡位移监测方法及设备
CN114744762A (zh) * 2022-04-21 2022-07-12 三峡大学 一种高压输电线路数字铁塔***以及输电线路巡检方法
CN114710803A (zh) * 2022-06-07 2022-07-05 武汉慧联无限科技有限公司 基站天线的监测方法、装置、设备、***及存储介质
CN115358634B (zh) * 2022-10-13 2023-03-24 国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司 基于电力线杆状态的实时监测方法、服务器及***
CN115714798A (zh) * 2022-10-24 2023-02-24 中节能风力发电股份有限公司 一种风电场输电杆塔监测方法和***
CN115371535A (zh) * 2022-10-26 2022-11-22 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种基于卫星定位的电力基础设施监测***
WO2024139052A1 (zh) * 2022-12-27 2024-07-04 武汉亿纬储能有限公司 储能***保护策略确定方法、装置及相关设备
CN117804405B (zh) * 2024-02-28 2024-05-07 广州煜能电气有限公司 一种输电线路杆塔形变监测方法及***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102646307A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 成都电业局 输电线路杆塔防外力破坏监测装置
CN203552399U (zh) * 2013-10-21 2014-04-16 国家电网公司 一种基于gps和四维数据挖掘的杆塔倾斜监测装置
CN104236526A (zh) * 2014-10-10 2014-12-24 国家电网公司 一种四天线输电线路塔架倾斜、下沉和水平移位监测装置
CN107560662A (zh) * 2016-11-19 2018-01-09 国网河南省电力公司漯河供电公司 一种杆塔远程在线防倾倒监控***
CN207907947U (zh) * 2018-03-21 2018-09-25 国家电网公司 输电杆塔故障多状态量集成在线监测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100376100B1 (ko) * 2000-07-24 2003-03-15 주식회사 탑시스템 구조물의 원격 감시시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102646307A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 成都电业局 输电线路杆塔防外力破坏监测装置
CN203552399U (zh) * 2013-10-21 2014-04-16 国家电网公司 一种基于gps和四维数据挖掘的杆塔倾斜监测装置
CN104236526A (zh) * 2014-10-10 2014-12-24 国家电网公司 一种四天线输电线路塔架倾斜、下沉和水平移位监测装置
CN107560662A (zh) * 2016-11-19 2018-01-09 国网河南省电力公司漯河供电公司 一种杆塔远程在线防倾倒监控***
CN207907947U (zh) * 2018-03-21 2018-09-25 国家电网公司 输电杆塔故障多状态量集成在线监测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110487259A (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110487259B (zh) 一种输电线路地灾预警***
CN104316108B (zh) 山地环境500kV输电塔在线监测***构建及分析方法
CN104778517A (zh) 基于微气象与卫星遥感数据的微气象灾害预警方法及***
CN103779808A (zh) 基于LiDAR的输电线路智能巡检***
CN101482620A (zh) 实时地震烈度速报方法及实时地震烈度速报***
CN101477206B (zh) 一种地质灾害应急监测预报分析方法
CN104483700A (zh) 地层裂缝监测与预警***及方法
CN104535104A (zh) 电力***输电塔在线监测方法及监测***
CN107356926A (zh) 基于Hu矩的差值云团外推降雨预测算法
CN105403250A (zh) 一种电力防灾预警***
CN109543870B (zh) 一种基于邻域保持嵌入算法的输电线路杆塔雷击预警方法
CN107133687A (zh) 一种输电线路不均匀风压实时监测与台风预警***
CN108152867A (zh) 输电线路的台风预警***及方法
CN108629118B (zh) 一种输电杆塔结构防风监测方法、装置及***
CN109460902A (zh) 基于类比法的输电杆塔滑坡灾害的分析方法及***
CN116824807B (zh) 多灾害预警报警方法及***
CN114415203A (zh) 一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警***
CN116776592A (zh) 一种输电线路的风偏分析方法及***
CN110390800B (zh) 网式灾害监测预警***
Azzam et al. Monitoring and early warning of slope instabilities and deformations by sensor fusion in self-organized wireless ad-hoc sensor networks
CN211740385U (zh) 一种基于多种监测指标的危岩体崩塌实时预警***
CN103033159A (zh) 一种浅层地质位移监测与预警***及方法
Yusoff et al. Mapping of post-event earthquake induced landslides in Sg. Mesilou using LiDAR
CN215373901U (zh) 一种扇面型斜坡裂缝监测装置
CN114167522B (zh) 一种用于智慧城市高层建筑的风场监测与校正***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant