[发明专利]一种输电线塔基础沉降检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种输电线塔基础沉降检测系统及方法，其中，检测系统包括倾斜角度测量单元、基础下降位移量测量单元和输电线塔受力与变形监测/预警单元等三部分；检测方法包括塔架倾斜角度测量、基础下降位移测量、输电线塔受力与变形等三方面。该输电线塔基础沉降检测系统同步实现输电线塔基础沉降的在线监测输电线塔倾斜角度、输电线塔受力、基础下降位移量的方法，可以全方位检测输电线塔的运行情况，并实现分析预警。

技术领域

本发明属于电力设施监控技术领域，特别涉及输电线路，具体为一种输电线塔基础沉降检测系统及方法。

背景技术

输电线路是国家电网的核心，为国计民生提供强大的后盾。输电线塔作为输电线路的重要组成部分，是用来支撑高压架空送电线路导线和避雷线的构筑物。输电线塔的结构安全性直接关系到电网供电的稳定性，并对地区工业生产和居民生活产生重要影响。由于输电线路的长距离架设特点，输电线塔修建在地质灾害频发区、软土场地、采空区、高填土场地等在所难免。虽然在工程建设中对输电线塔的场地地基均采取稳妥的地基处理方法以提高结构的使用安全性，但是地基沉降引起的输电线塔倾斜、基础移位、塔架结构变形时有发生，更严重甚至会导致输电线塔架倒塌、输电线断线等严重运行事故。因此，实现对输电线塔基础沉降、塔身变形和受力进行准确、实时地监测，将对电网的正常运行起到非常重要的作用，对电网的发展具有非常重要的意义。

近年来，对于输电线塔基础沉降的检测研究很多，一种基于单点位移的输电线路杆塔基础沉降监测系统（CN202139617U）提出了基准杆设置在塔基础的土壤中，用光纤光栅位移计进行沉降位移检测。一种基于静力水准的输电线路杆塔基础沉降监测系统（CN202144600U）提出用静力水准仪进行垂直位移的监测。上述技术方案仅仅是对输电线塔基础沉降监测提出了解决方法，但是并未实现结合基础沉降变形获得塔架倾斜角度以及由此引起的导线张力带来的塔架受力和变形监测，而基础沉降带来的塔架受力和变形将会显著影响输电线塔的安全性并影响输电线路运行的稳定性。

发明内容

本发明为了解决输电线塔基础沉降导致的输电线塔倾斜、倒塌、输电线断线等问题，提出了一种输电线塔基础沉降检测系统，并同步实现输电线塔基础沉降的在线监测输电线塔倾斜角度、输电线塔受力、基础下降位移量的方法，可以全方位检测输电线塔的运行情况，并实现分析预警。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种输电线塔基础沉降检测系统，包括倾斜角度测量单元，基础下降位移量测量单元和输电线塔受力与变形监测/预警单元。

所述倾斜角度测量单元包括角度感受件和角度测量件；所述角度感受件包括固定杆和自由杆，所述固定杆和自由杆的顶部铰接，所述固定杆重合固定于输电线塔塔架的任意一段钢架上，所述固定杆端部设有固定触点，所述自由杆自然下垂、其端部设有行程开关触点；所述角度测量件包括电机，所述电机输出轴与固定杆和自由杆的顶端铰接处同轴设置、且具有间隙，所述电机输出轴上安装角度传感器和其端部垂直安装有测量细杆；所述测量细杆的起始位置在空间上与固定杆重合、且与固定触点接触；所述电机由控制电路驱动，所述控制电路为行程开关触点与继电器串联之后，再与电机正反转电路并联，再与继电器联动的常闭触点并联。

所述基础下降位移量测量单元包括基准件和超声波传感器，所述基准件包括垂直杆和水平杆，所述垂直杆布置于输电线塔基础一侧，所述水平杆延伸至输电线塔基础上方，所述水平杆端部安装超声波传感器，用于测量平行杆端部到输电线塔基础的垂直距离。

输电线塔受力与变形监测预警单元包括主控单元，所述主控单元包括单片机、信号传输单元、电源模块，所述控制电路、超声波传感器均与单片机相连，所述单片机连接信号传输单元、电源模块及压/拉力传感器，所述压/拉力传感器安装于输电线塔塔架的受力构件上。

应用上述系统的输电线塔基础沉降检测方法，如下：