CN205140158U - 山区输电线路基础应急预警*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种山区输电线路基础应急预警***，它的雨量计安装在被监测线路铁塔顶端的一侧，多点位移计设置在被监测线路桩基所在的山体内，深部测斜仪设置在被监测线路桩基所在山体的边坡内，视频仪安装在被监测线路铁塔顶端的另一侧，监测预警中心安装在被监测线路铁塔内的横梁上，雨量计、多点位移计、深部测斜仪和视频仪的信号输出端分别连接监测预警中心对应的信号输入端，监测预警中心与输变电管理控制中心无线通信连接，输变电管理控制中心与远端用户手机无线通信连接。本实用新型利用现有通讯技术平台能对输变电线路塔基进行综合预警，保证了输变电线路的安全运行。

Description

山区输电线路基础应急预警***

技术领域

本实用新型涉及输电线路技术领域，具体涉及一种山区输电线路基础应急预警***。

背景技术

宜昌是世界水电之都，是全国电力外送的辐射中心，这里拥有三峡、葛洲坝、清江隔河岩、水布垭水电厂的出口及川渝与华中联网的盘龙ⅠⅡ回、三龙ⅠⅡⅢ回、三江ⅠⅡⅢ回、峡都ⅠⅡⅢ回、峡江ⅠⅡ回、峡葛ⅠⅡⅢ四回、宜华线、清葛线、渔兴ⅠⅡ回、峡林ⅠⅡⅢ回等26条总长达1716km的超高压线路，是华中地区电能交换的平台。

三峡地区地理环境和气候复杂，超高压线路所经地区大部分为高山大岭、人烟稀少的高山峡谷地形，在夏天，高温、雷电、暴雨、潮湿等极端气象及洪水、泥石流、山体滑坡等次生地质灾害频发，在冬天，低温、冰雪、大风、干旱等极端天气及山火、坠石等次生灾害时有发生，对超高压线路的安全稳定运行造成影响，电源线出现故障。由于交通所限，运行、监控、检修人员不仅很难及时发现与掌握，也很难及时到达现场进行检查、排险、维修，从而导致这些电源线的故障扩大，可能造成整个主网的稳定破坏，对全国电网的安全带来威胁。这就要求及时准确地掌握三峡地区超高压线路所处的极端气象、基础边坡和高边坡地质灾害情况，因此，研究一种针对能够适应三峡地区的超高压线路基础的预警、预报与应急处置装置，掌握***检测状态，以便于及时、有效的提高三峡地区超高压输电线路运行维护管理水平，节约成本，提高管理效益，将具有十分重要的意义。

超高压线路一般是由杆塔、基础、导线、地线、绝缘子、金具和接地装置等构成，基础及其所处边坡是保证杆塔的稳定，不因垂直荷重、水平荷重，断线张力而上拔、下沉或倾倒的关键。杆塔及其基础与所处边坡主要遭受水文气象、工程地质、水文地质等环境因素的综合影响，因此，实时掌握杆塔及其基础的杆塔基础、杆塔倾斜、杆塔振动、杆塔图像、塔基沉降、气象环境等就显得非常重要，同时，边坡深部位移、边坡地表位移、边坡土体渗流、边坡表面裂缝、边坡支护、当地降雨量等在线巡视、监测、预警也必不可少。

输电线路监测方法主要有非电量测量法和电量测量法，目前，在我国针对输电线路的预警、预报监测已经做出了不少研究，取得了很好的成果。如参考文献《输电线路载流量预报预警在电网气象***中的应用》[J].水电自动化与大坝监测,2013,37(2):10-12；参考文献《高海拔超高压输电线路监测***的研究》[J].电力信息化,2013,(5):77-80分别对输电线路中所遭遇的各种水文、气象、地质、自然灾害及其监测进行了研究，取得了有益的成果。但是，这些研究成果都只是对极端水文气象、工程地质灾害、水文地质变化中的某一个或几个影响因素进行了理论、应用的研究与探讨，未能综合这些影响因素进行全面分析研究、应用实践，而这些成果也并不能完全适应三峡地区的上述特点，不具有很强的针对性，未能很好的运用现有价低质优的移动通讯技术，运行成本并不低廉，精度也不能够完全满足三峡地区超高压输电线路的监测与应急处置要求。同时，由于现有部分的新成果存在适用条件的局限性，没能应用于三峡地区输变电工程之中。

另外，目前的输电线路监测设备现场采集的数据主要通过遥感卫星结合当地天气或者地质灾害预报等，辅助人工方式获得处理。这种方式获得数据精度不高，不便于综合判断管理，及时进行现场处置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对一种山区输电线路基础应急预警***，该预警***利用现有通讯技术平台能对输变电线路塔基进行综合预警，保证了输变电线路的安全运行。

为实现此目的，本实用新型所设计的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于，它包括雨量计、多点位移计、深部测斜仪、视频仪、监测预警中心、远端用户手机和输变电管理控制中心，其中，所述雨量计安装在被监测线路铁塔顶端的一侧，所述多点位移计设置在被监测线路桩基所在的山体内，所述深部测斜仪设置在被监测线路桩基所在山体的边坡内，所述视频仪安装在被监测线路铁塔顶端的另一侧，所述监测预警中心安装在被监测线路铁塔内的横梁上，所述雨量计、多点位移计、深部测斜仪和视频仪的信号输出端分别连接监测预警中心对应的信号输入端，所述监测预警中心的远端数据通信端与输变电管理控制中心的第一通信端之间无线通信连接，输变电管理控制中心的第二通信端与远端用户手机之间无线通信连接。

本实用新型采用上述结构之后，上述雨量计用以监测超高压线路线塔所在地的雨量，为多点位移计、深部测斜仪、视频仪等信息提供辅助支撑，而多点位移计、深部测斜仪、视频仪所监测到的数据进行相互验证。上述多点位移计埋置于杆塔基础所处边坡内，用以监测杆塔基础所处边坡的内部深层变形。上述深部测斜仪埋置于杆塔基础所处边坡内部，比起地表位移观测，能更好的监测到杆塔基础及其所处边坡更深层次的反映滑动状态的原始资料。上述视频仪是一种能够较为直观的观测到杆塔及其所处边坡的外界环境、实物外观变化的摄像机，以便能够较快的做出综合判断。上述GPRS或3G是现在常用的、价格低廉的两种移动通讯技术平台，将雨量计与多点位移计、深部测斜仪、视频仪监测到的原始数据通过GPRS或3G输送到监测预警中心，这两种通讯平台互为辅助、补充。上述监测预警中心通过数据服务器将雨量数据、位移数据、边坡变形数据、视频数据进行分析，然后推送给手机用户，进行预警，便于事故现场的快速应急处置。

本实用新型不仅适用于三峡地区的电力工程、电气控制工程、土木工程，也可通过适当改进后适用于高海拔、高寒地区、地质构造复杂等外界环境变化多端的非三峡地区。通过设置这种三峡地区输电线路监测与应急处置预警***，能够综合考虑水文气象、地质灾害、水文地质等外界环境影响，很好地适应三峡地区输电线路基础、环境特点的预警监测和应急处置的装置，根据在线监测数据进行综合分析，评判更为全面准确，预警预测精度更高，全面反映输变电工程沿线工作状态，做到沿线监管简单，管理方便，维护及时准确，应急处置快捷，节省人力财力，为三峡工程的输变电工程提供可靠保证。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构框图。

其中，1—雨量计、2—多点位移计、3—深部测斜仪、4—视频仪、5—山体、5.1—边坡、5.2—顶坡、6—监测预警中心、7—远端用户手机、8—输变电管理控制中心、9—被监测线路桩基、10—太阳能充电装置、11—被监测线路铁塔。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

如图1和2所示的山区输电线路基础应急预警***，它包括雨量计1、多点位移计2、深部测斜仪3、视频仪4、监测预警中心6、远端用户手机7和输变电管理控制中心8，其中，所述雨量计1安装在被监测线路铁塔11顶端的一侧，所述多点位移计2设置在被监测线路桩基9所在的山体5内，所述深部测斜仪3设置在被监测线路桩基9所在山体的边坡5.1内，所述视频仪4安装在被监测线路铁塔11顶端的另一侧，所述监测预警中心6安装在被监测线路铁塔11内的横梁上，所述雨量计1、多点位移计2、深部测斜仪3和视频仪4的信号输出端分别连接监测预警中心6对应的信号输入端，所述监测预警中心6的远端数据通信端与输变电管理控制中心8的第一通信端之间无线通信连接，输变电管理控制中心8的第二通信端与远端用户手机7之间无线通信连接。

上述技术方案中，所述多点位移计2有两个，两个多点位移计2均相对于水平面倾斜设置，且两个多点位移计2之间相互平行。所述多点位移计2与水平面之间的夹角范围为15°～30°。

上述技术方案中，所述两个多点位移计2中的一个多点位移计2倾斜***被监测线路桩基9所在山体的边坡5.1的坡脚，另一个多点位移计2倾斜***被监测线路桩基9所在山体的顶坡5.2中部。

上述技术方案中，所述深部测斜仪3垂直***被监测线路桩基9所在山体的边坡5.1内。

上述技术方案中，它还包括设置在被监测线路铁塔11顶端的太阳能充电装置10，所述太阳能充电装置10向雨量计1、多点位移计2、深部测斜仪3、视频仪4和监测预警中心6供电。

上述技术方案中，所述监测预警中心6的远端数据通信端通过GPRS网络或3G网络与输变电管理控制中心8的第一通信端之间无线通信连接，输变电管理控制中心8的第二通信端通过GPRS网络或3G网络与远端用户手机7之间无线通信连接。

上述技术方案中，所述多点位移计2为三点式多点位移计，所述多点位移计2用于测量被监测线路桩基9所在山体5内岩石、土体的纵向位移变化。当被测结构物发生变形时将会通过多点位移计2的锚头带动测杆，测杆拉动位移计产生位移变形，变形传递给振弦式位移计转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可计算出被测结构物的变形量。所述三点式多点位移计具有高精度及稳定性，不受电缆长度和阻抗改变的影响，可进行自动化测量，内置温度传感器，不受腐蚀侵蚀影响，具有50m的耐水压。

上述技术方案中，所述深部测斜仪3用于获取被监测线路桩基9所在山体的边坡5.1变形状态。所述深部测斜仪3用于对不同深度和不同方向的位移量的监测，通过对位移数据的分析对比，可得知滑坡体内部位移细微的变化。通过测斜仪对边坡内部变形监测比地表位移观测能获得更深层次的反映滑坡状态的资料，能比较准确的判断滑面位置、滑坡主滑方向、滑坡由深到浅的位移量、速率的变化。

上述深部测斜仪3监测的数据与多点位移计监测数据相互印证，以便更好地掌握边坡变形状态，深部测斜仪3按照钻孔、安装前的准备、测斜管安装、原始数据记录共四道工艺流程进行安装。

上述技术方案中，所述监测预警中心6用于对雨量数据、位移数据、边坡变形数据、视频数据进行数据分析，并向远端用户手机7发出预警信息。

上述技术方案中，雨量计1选用筒形翻斗式雨量计，其中承雨器装于筒身上方，为采集、承接降雨之用，进入承雨器的雨水，在承雨器的锥底汇集，经漏嘴进入计量组件的翻斗。为防止昆虫、树叶等杂物进入器内堵塞水道，在入口处装有防虫网。筒身为不锈钢薄壁钢皮制成的圆柱筒，计量组件安装于筒内，从而可确保仪器在野外恶劣的环境中长期工作。主要用于监测雨量大小。

上述技术方案中，所述视频仪4是一种实时查看线路铁塔边坡附近视频图像、设置视频监测的设备。该视频仪通过无线传输方式，将视频图像传输到监测预警中心，预警中心管理人员可通过实时图像对现场情况作出判断，并指挥现场工作。该设备具有移动侦测技术，实现无人值守监控录像和自动报警功能，可在指定区域内识别图像的变化，检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰，可以极大地提高监控效率和监控精度。

上述技术方案中，GPRS(通用分组无线业务)网络不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，无需经过PSTN(公用电话交换网)等网络的转接，可直接与Internet网互通。3G(第三代移动通信)网络是一项全新的网络技术，可以提供视频图像和声音，同步实现数据的远程采集、传输、储存和处理功能，具有传输距离远、速度快、抗干扰能力强、无需铺设电缆、投资成本低等优势。

上述技术方案中，远端用户手机7的用户可以是输变电管理控制中心的运行管理工作人员，必要时也可以是普通用户。

上述技术方案中，被监测线路桩基9为混凝土桩基，它是被监测线路铁塔11的承载结构，将被监测线路铁塔11受力传递到地基上。上述被监测线路铁塔11要承受断线事故发生时的不平衡张力，即承受在冰、雪及最高、最低气温等气象条件下所受的拉、压、弯、扭、剪等各种外力作用，并将所受到的外力传递给桩基。

上述监测预警中心6，所采用的***软件为模块结构，主要由通信模块、数据模块、管理模块和预警模块四部分构成。

述监测预警中心6能实时查看和接收野外监测设备的监测数据，能对监测数据进行存储、管理、查询、统计和分析，并能输出查询、统计和分析的结果；

所述监测预警中心6能对各类监测数据进行预警阈值的自定义设定，在监测数据达到预警阈值时能实时发布预警信息；能对区域里的监测预警设备进行管理，向显示屏发送信息、调整阈值、历史数据查询、统计、对比、绘制折线图、柱状图等功能，同时支持常见数据格式的输出；

所述监测预警中心6能对各类监测设备的预警阈值进行组合告警。能分析各区域中的预警设备的数据，对预警设备预警等级进行设定，按等级进行综合分析预警报警，对疑似假警有一定的识别和判断功能，(疑似假信号可以不用大面积发送信息，可以仅先对中心、管理员进行发送)自动排除部分明显的假警信号，提高预警报警的准确性；

所述监测预警中心6具预警分析和预警决策功能，包括报警等级、报警规则设置，以及报警规则管理等子模块；预警信息及时发布功能，通过短信发送、语音报警、***等方式发布；

所述监测预警中心6能支持SQLServer，Oracle等主流数据库***，能实现对滑坡监测预警视频的动态监视。

上述监测预警中心6的***可通过预警值声光报警和短信预警的方式，将灾害预警分析***生成的预警信息，向应急管理体系和灾害监测体系主动发布。使相关人员能够准确获得预警信息，及时采取防御措施。

本实用新型考虑了三峡地区所处的环境特点，能够根据在线监测数据进行综合分析，评判更为全面准确，预警预测精度更高，克服了现有超高压线路监测装置考虑影响因素较少、不能全面反映沿线状态的不足，能够做到沿线监管简单方便，维护及时准确，应急处置快捷，节省人力财力，避免目前因为各种因素造成的灾害诊断不当，导致更大的财产经济损失、甚至生命损失，为三峡工程的输变电工程提供可靠保证。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种山区输电线路基础应急预警***，其特征在于，它包括雨量计(1)、多点位移计(2)、深部测斜仪(3)、视频仪(4)、监测预警中心(6)、远端用户手机(7)和输变电管理控制中心(8)，其中，所述雨量计(1)安装在被监测线路铁塔(11)顶端的一侧，所述多点位移计(2)设置在被监测线路桩基(9)所在的山体(5)内，所述深部测斜仪(3)设置在被监测线路桩基(9)所在山体的边坡(5.1)内，所述视频仪(4)安装在被监测线路铁塔(11)顶端的另一侧，所述监测预警中心(6)安装在被监测线路铁塔(11)内的横梁上，所述雨量计(1)、多点位移计(2)、深部测斜仪(3)和视频仪(4)的信号输出端分别连接监测预警中心(6)对应的信号输入端，所述监测预警中心(6)的远端数据通信端与输变电管理控制中心(8)的第一通信端之间无线通信连接，输变电管理控制中心(8)的第二通信端与远端用户手机(7)之间无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述多点位移计(2)有两个，两个多点位移计(2)均相对于水平面倾斜设置，且两个多点位移计(2)之间相互平行。

3.根据权利要求2所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述多点位移计(2)与水平面之间的夹角范围为15°～30°。

4.根据权利要求2所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述两个多点位移计(2)中的一个多点位移计(2)倾斜***被监测线路桩基(9)所在山体的边坡(5.1)的坡脚，另一个多点位移计(2)倾斜***被监测线路桩基(9)所在山体的顶坡(5.2)中部。

5.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述深部测斜仪(3)垂直***被监测线路桩基(9)所在山体的边坡(5.1)内。

6.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：它还包括设置在被监测线路铁塔(11)顶端的太阳能充电装置(10)，所述太阳能充电装置(10)向雨量计(1)、多点位移计(2)、深部测斜仪(3)、视频仪(4)和监测预警中心(6)供电。

7.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述监测预警中心(6)的远端数据通信端通过GPRS网络或3G网络与输变电管理控制中心(8)的第一通信端之间无线通信连接，输变电管理控制中心(8)的第二通信端通过GPRS网络或3G网络与远端用户手机(7)之间无线通信连接。

8.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述多点位移计(2)为三点式多点位移计，所述多点位移计(2)用于测量被监测线路桩基(9)所在山体(5)内岩石、土体的纵向位移变化。

9.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述深部测斜仪(3)用于获取被监测线路桩基(9)所在山体的边坡(5.1)变形状态。

10.根据权利要求1所述的山区输电线路基础应急预警***，其特征在于：所述监测预警中心(6)用于对雨量数据、位移数据、边坡变形数据、视频数据进行数据分析，并向远端用户手机(7)发出预警信息。