专利名称：基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电カ铁塔监测系统，特别是ー种基干物联网的电カ铁塔环境气象监测系统。
背景技术：
随着电力建设的迅速发展，电网规模不断扩大，在复杂条件下的电网建设和设备维护工作也越来越多，作为电カ输送枢纽的电力鉄塔具有环境条件恶劣、难以维护等特点，近年来由于电カ鉄塔故障引起的电カ事故逐年上升，电カ部门目前采用定期人工巡视、直升机巡视等手段，一般巡视周期为ー个月，而在巡视期间鉄塔及周围环境情况是不得而知 的，这就为电カ铁塔的安全运行埋下巨大的隐患。另外，有一些电カ鉄塔架设在人员不易到达的地区，有的线路工人每天只能巡视1-2基杆塔，劳动效率低下，电カ铁塔周围环境复杂多变，只有在巡视时才能发现已存在的问题。目前急需ー种简便、有效的监控、监测手段对电カ铁塔周边状况及环境參数进行全方位、全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。物联网是一个集多种技术、多种网络的复杂信息系统网络，无线传感网络采用传感器随时随地对物体进行信息采集和获取，是物联网的重要感知神经末梢，核心在于全面感知、可靠传送、智能处理，以精细和动态的方式管理生产和生活，将物联网技术应用到电力鉄塔气象监测系统中，能根据采集数据实现自动检测和智能控制，保证铁塔安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供ー种基于物联网技术的思路，采用传感器采集铁塔的物理状态，方便维护人员及时发现铁塔存在的安全隐患，实现精细化、预防性的智能鉄塔维护，同时采用风光互补发电，保证系统稳定性的基干物联网的电カ铁塔环境气象监测系统。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的
一种基于物联网的电カ铁塔环境气象监测系统，由数据采集模块、监测主机、电源模块、数据传输�？�、客户端、服务器组成，其特征在干数据采集�？榘ㄎ灰拼衅鳌⑶憬谴衅�、扭矩传感器、覆冰探测器、数据采集仪、小型气象台、摄像机，小型气象台包括温湿度測量�？椤⒎缢贉y量�？�、风向測量�？椋荽淠？椴捎�3G传输和2G传输相结合的方式，所述的电源�？榘ㄌ裟芊⒌缒？�、风カ发电�？�、蓄电池。而且，所述的监测主机和传感器外壳采用防磁金属材料，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，系统采用了多层屏蔽技术建造。而且，所述的客户端将检测到的鉄塔水平位移、垂直度和扭矩等參数改变量与设计规范中的极限指标对比，由此判断鉄塔使用状态是否正常。在后台分析中有关铁塔形变的关键參数和预警策略如下所述
(I)采用位移传感器测量铁塔水平位移的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定的鉄塔某点水平位移的极限值，即当鉄塔平台上測量到水平位移改变量Λ LI〉平台高度/75时候，产生性能告警。(2)采用倾角传感器測量出鉄塔垂直度的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定铁塔垂直度的极限值，即当铁塔顶端水平，位移AL〉鉄塔高度His高/1500时候，产生性能告警。(3)采用扭矩传感器测量出铁塔轴向扭曲的改变，根据通信鉄塔设计规范，轴向扭矩改变的极限值在当地30年一遇最大风速下，铁塔轴向扭曲不得超过±0. 4°，考虑风荷载等外力作用下，当鉄塔平台上轴向扭转θ>±0.4°时候，则产生性能告警。而且，所述的监测主机防雷及防线路闪络设计，机壳经过杆塔与大地连接，传感器全部采用防雷器件。而且，所述的摄像机采用移动安装方式，在两塔架之间额外架设防冰线缆，把监测设备通过滑轮挂在线缆上，可以通过滑轮控制设备的进退，全方位的监测塔架之间导线、绝缘子、塔架的覆冰情況。 本发明的优点和积极效果是
I、本发明采用最先进的3G技术进行防范，整个系统全无线进行传输，采用无线3G网络进行铁塔及周围环境气候警情的传输；如果3G信号不稳定，则在无3G信号吋，系统会自动切換到2G信号。2、本发明采用风光互补的供电方式，在连续阴天的情况下，还可以利用风カ发电的方式提供系统供电，提高了系统的安全稳定运行能力。3、本发明摄像机采用移动安装方式，在两塔架之间额外架设防冰线缆，把监测设备通过滑轮挂在线缆上，可以通过滑轮控制设备的进退，全方位的监测塔架之间导线、绝缘子、塔架的覆冰情况，从而大大增加了覆冰监测区域，更全面的判断整体的覆冰状況。4、本发明基于物联网技术的思路，采用传感器采集铁塔的物理状态，方便维护人员及时发现铁塔存在的安全隐患，实现精细化、预防性的智能鉄塔维护。
图I是本发明的系统结构框图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进ー步详述
如图I所示，本发明所述的ー种基于物联网的电カ铁塔环境气象监测系统，由数据采集�？�、监测主机、电源�？�、数据传输�？�、客户端、服务器组成，其特征在干数据采集�？榘ㄎ灰拼衅�、倾角传感器、扭矩传感器、覆冰探测器、数据采集仪、小型气象台、摄像机，小型气象台包括温湿度測量�？�、风速測量�？�、风向測量�？椋荽淠？椴捎�3G传输和2G传输相结合的方式，所述的电源�？榘ㄌ裟芊⒌缒？�、风カ发电�？椤⑿畹绯�。根据图I所示，对本发明的实施方式做进ー步描述数据采集�？橹械母髦执衅魇凳辈杉熕爸芪Щ肪称虻那榭觯缓笸ü莶杉谴涓嗖庵骰嗖庵骰谐鯕i分析后，通过数据传输�？榇嗫刂行牡目突Ф耍突Ф松习沧坝锈熕肪称蠹嗫厝砑觳獾降拟熕轿灰�、垂直度和扭矩等參数改变量与设计规范中的极限指标对比，由此判断鉄塔使用状态是否正常。采用位移传感器测量铁塔水平位移的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定的鉄塔某点水平位移的极限值，即当铁塔平台上測量到水平位移改变量ALD平台高度H〒&/75时候，产生性能告警；采用倾角传感器測量出鉄塔垂直度的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定铁塔垂直度的极限值，即当铁塔顶端水平,位移△ L>铁塔高度HiSS/1500时候，产生性能告警；采用扭矩传感器测量出鉄塔轴向扭曲的改变，根据通信铁塔设计规范，轴向扭矩改变的极限值在当地30年一遇最大风速下，铁塔轴向扭曲不得超过±0.4°，考虑风荷载等外力作用下，当鉄塔平台上轴向扭转θ>±0.4°时候，则产生性能告警；告警警情通过数据传输�？榇郊嗫刂行模嗫刂行目突Ф朔⒊鼍ㄌ嵝眩ぷ魅嗽笨筛萆洗氖菁巴枷裥畔⒘私忖熕闆r，并及时作出相应处理。摄像机采用移动安装方式，在两塔架之间额外架设防冰线缆，把监测设备通过滑轮挂在线缆上，可远程启动滑轮上的控制器，控制器松动滑轮固定装置，从而可以通过滑轮控制设备的进退，全方位的监测塔架之间导线、绝缘子、塔架的覆冰情况
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限 于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，由数据采集�？�、监测主机、电源模块、数据传输�？�、客户端、服务器组成，其特征在于数据采集�？榘ㄎ灰拼衅鳌⑶憬谴衅�、扭矩传感器、覆冰探测器、数据采集仪、小型气象台、摄像机，小型气象台包括温湿度测量�？�、风速测量�？�、风向测量�？椋荽淠？椴捎�3G传输和2G传输相结合的方式，所述的电源�？榘ㄌ裟芊⒌缒？�、风力发电�？�、蓄电池。
2.根据权利要求I所述的基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，其特征在于所述的监测主机和传感器外壳采用防磁金属材料，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，系统采用了多层屏蔽技术建造。
3.根据权利要求I所述的基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，其特征在于所述的客户端将检测到的铁塔水平位移、垂直度和扭矩等参数改变量与设计规范中的极限指标对比，由此判断铁塔使用状态是否正常，在后台分析中有关铁塔形变的关键参数和预警策略如下所述(I)采用位移传感器测量铁塔水平位移的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定的铁塔某点水平位移的极限值，即当铁塔平台上测量到水平位移改变量AL1>平台高度H〒&/75时候，产生性能告警；(2)采用倾角传感器测量出铁塔垂直度的改变，考虑风荷载等外力作用下，根据铁塔的设计规范，满足规定铁塔垂直度的极限值，即当铁塔顶端水平，位移AL〉铁塔高度H^^/1500时候，产生性能告警；(3)采用扭矩传感器测量出铁塔轴向扭曲的改变，根据通信铁塔设计规范，轴向扭矩改变的极限值在当地30年一遇最大风速下，铁塔轴向扭曲不得超过±0.4°，考虑风荷载等外力作用下，当铁塔平台上轴向扭转0>±0.4°时候，则产生性能告警。
4.根据权利要求I所述的基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，其特征在于所述的监测主机防雷及防线路闪络设计，机壳经过杆塔与大地连接，传感器全部采用防雷器件。
5.根据权利要求I所述的基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，其特征在于所述的摄像机采用移动安装方式，在两塔架之间额外架设防冰线缆，把监测设备通过滑轮挂在线缆上，滑轮上安装有控制器和滑轮固定装置，可以通过滑轮控制设备的进退，全方位的监测塔架之间导线、绝缘子、塔架的覆冰情况。
全文摘要
本发明公开了一种基于物联网的电力铁塔环境气象监测系统，由数据采集�？�、监测主机、电源�？�、数据传输�？�、客户端、服务器组成，其特征在于数据采集�？榘ㄎ灰拼衅�、倾角传感器、扭矩传感器、覆冰探测器、数据采集仪、小型气象台、摄像机，小型气象台包括温湿度测量�？�、风速测量�？�、风向测量模块，数据传输�？椴捎�3G传输和2G传输相结合的方式，所述的电源模块包括太阳能发电模块、风力发电�？椤⑿畹绯�。本发明基于物联网技术的思路，采用传感器采集铁塔的物理状态，方便维护人员及时发现铁塔存在的安全隐患，实现精细化、预防性的智能铁塔维护，同时采用风光互补发电，保证系统稳定性。
文档编号G01W1/00GK102681031SQ201210189560
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者毛振刚 申请人:毛振刚
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
