[发明专利]基于全向角度风力发电供电的电力杆塔位移形变监测终端

说明书

本发明涉及一种基于全向角度风力发电供电的电力杆塔位移形变监测终端，包括MEMS传感器、存储单元、处理器、载波相位测量单元、网络传输单元、摄像装置，与全向角度风力发电装置。本发明除了能够监测杆塔的位移信息，还能够提供清晰、直观的现场工况。由于电力杆塔多在偏远山区，采用全向角度风力发电装置作为工作电源，可长期为监测终端进行供电，解决了设备在野外没有合适电源的问题。本发明的全向角度风力发电装置结构简单，体积小，重量轻；能接受不同方向的风能进行发电，效率高；有利于降低后期运维成本，并且不造成环境污染。同时，本发明的技术思路也为其他户外监控、测量等设备提供一种供电方案的参考技术方案。

技术领域

本发明涉及电力设备监测装置，更具体地说，涉及一种基于全向角度风力发电供电的电力杆塔位移形变监测终端。

背景技术

输电线路杆塔起到支持导线、避雷线，使其对大地及其他建筑物保持足够的安全距离的作用。杆塔的运维工作关乎电网的安全稳定运行：在台风、强降雨等恶劣天气情况下，易发生山体滑坡、泥石流等自然灾害，引发电力杆塔护坡塌方；在持续低温极端气候下，导线、杆塔的大面积覆冰容易引起铁塔倒塌、折断事故；由于地震、地质沉降等在自然因素，引起杆塔倾斜、塔基沉降等安全隐患。国内对电力架空塔的检测大部分采用人工巡检，并进行记录。虽然也推广了无人机巡线的巡检方式，但其本质还是通过人工采集判断，运维人员的工作压力大。

同时，由于电力塔杆的沉降和变形是相对缓慢的，容易因为运维人员的技术水平产生偏差，导致误判、漏判。

因此，有必要对输电线路杆塔进行在线监测。为直观反映现场工况，现有技术为在线监测设备上安装摄像头，以实现在线监测。但现有技术采用传统的锂电池供电，如聚合物锂电池、锂亚硫酰氯电池等，使用期限差不多2年，设备除了能够实时监测杆塔的位移形变情况，将采集数据发送到平台端，有的时候还需要获得清晰、直观的现场工况，这时候需要在采样装置和摄像机配合工作。一般而言，摄像机的功率在5W～10W之间，采用锂电池供电显然不能够满足供电需求，这使得电池寿命被严重缩短，影响设备工作期限与更换频率，额外增加巨大的人力和经济成本。同时，受监测设备设置的安装场景所限制，锂电池的一方面不足是续航时间不足，另一方面不足是更换电池不便。

现有技术还采用光伏、风能等其他供电方式。

采用太阳能供电能够解决户外无可用电源的问题，但是，光伏板的价格昂贵，并且需要占用大量的空间。

在电力杆塔上安装微型风力发电机也可以解决供电问题，但是传统的风力发电机无法解决风向变化的问题，对风能的利用率不高。例如，中国实用新型专利201520148835.1公开了一种多方位风力发电装置，采用4个叶片，分别接受不同方向的风能。但是所述实用新型的结构需要对应安装四台发电机，不仅经济性不高，而且体积、重量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全基于全向角度风力发电供电的电力杆塔位移形变监测终端，用于监测输电线路杆塔位移形变，预防塔杆在自然灾害下发生倾斜、倒塌、导线断线等问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于全向角度风力发电供电的电力杆塔位移形变监测终端，包括MEMS传感器、存储单元、处理器、载波相位测量单元、网络传输单元、摄像装置，与全向角度风力发电装置；全向角度风力发电装置的外壳内纵向设置有依次相连的发电机、转轴、风叶，沿外壳的径向设置有若干朝向延伸的进风管道，进风管道的出风嘴位于风叶的上方，并朝向风叶，外壳的底部设置单向出风阀门；发电机与蓄电池相连，通过蓄电池进行供电；

MEMS传感器用于测量采集MEMS传感器当前的姿态观测信息，并将当前姿态观测信息传送到处理器；

载波相位测量单元用于测量当前的载波相位数值，然后将当前的载波相位数值传送到处理器；