CN110048504A - 一种铁塔报警监控的阈值设置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力传输领域，具体涉及了一种报警监控的阈值设置方法及装置。本发明提出的报警监控的阈值设置方法及装置，通过北斗传输终端接收电力调度机房发送的阈值设置信息，当铁塔倾斜监测设备的工作状态，例如倾斜数、温度、湿度、电池电压，超出了设置的阈值范围，则通过北斗传输终端向电力调度机房发送报警信息。电力调度机房根据报警信息的内容，派遣维护人员对铁塔倾斜监测设备进行维护。本发明解决了现有技术中由于铁塔装置地处偏远地带，使用移动通信网络不便、建设专用网络成本昂贵的技术问题，并降低了维护人员上塔维护的安全风险。

Description

一种铁塔报警监控的阈值设置方法及装置

技术领域

本发明涉及电力传输领域，特别是涉及一种铁塔报警监控的阈值 设置方法及装置。

背景技术

输电线路铁塔是用来支撑和架空导线、避雷线和其他附件的塔架 结构，使得导线与导线、导线与杆塔、导线与避雷线之间、导线对地 面或交叉跨越物保持规定的安全距离的高耸式结构。

我国领土广袤、地势条件复杂，近年来，由于一些自然原因(如 雨雪、台风天气等)以及煤矿开采、工程施工、人为破坏等原因造成 塔体倾斜的情况时有发生。若塔体倾斜到一定程度会造成输电线路中 断，倾斜更加严重的话，将引起倒塔事件。这些都将对输电网的安全 运行极大威胁，对人民生命财产造成损失。

针对铁塔倾斜的监测采用的做法是人工巡检，使用测量枪进行检 测和记录，这种做法无法快速的检测到铁塔的情况，也无实时的进行 分析铁塔倾斜的幅度与是否稳定，这种做法导致人工工作量太大，人 工成本很高，并且相对耗时，工作效率低。

随着传感器技术和移动通信技术的发展和普及，采用移动通信网 络对传感器检测到的铁塔倾斜数据进行传输，让铁塔的倾斜检测更加 方便和高效。电力铁塔大多都基建在一些无基站的地方，传感器的检 测数据无法通过移动通信网络进行有效的传输；如果建立专用通信网 络，则面临着施工时间长，维护成本高、维护难的技术问题。

进一步的，现有技术仅实现对铁塔倾斜数据的采集。数据采集之 后，如何判断铁塔或倾斜数据采集设备状态是否异常，是否需要派遣 维护人员进行及时维护，从而降低铁塔和采集设备存在的潜在风险， 并未涉及。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种铁塔报警监控的阈 值设置方法及装置。

本发明提出的铁塔倾斜报警监控的阈值设置装置，所述阈值设置 装置包括：倾斜传感器、倾斜监测集成箱；

倾斜传感器安装在铁塔的塔身上，采集塔身各部位的倾斜数据；

所述倾斜监测集成箱与倾斜传感器相连接，所述倾斜监测集成箱 安装在塔身，所述倾斜监测集成箱包括：北斗传输终端及主控板；

所述北斗传输终端接收电力调度机房通过北斗系统发送的阈值 设置数据，并将阈值设置数据传输给主控板。

优选的，所述阈值设置数据包括：倾斜阈值范围、温度阈值范围、 湿度阈值范围及电压阈值范围。

优选的，所述阈值设置数据还包括：鉴权码、字头、命令标志码 及校验码。

优选的，所述倾斜监测集成箱还包括：温度传感器、湿度传感器 及电压管理单元，所述温度传感器、湿度传感器及电压管理单元均与 主控板相连接；

所述主控板还获取温度传感器、湿度传感器及电压管理单元中的 采集数据；

所述采集数据包括：温度数据、湿度数据及电压数据；

主控板将采集数据与阈值范围对比，若采集数据大于所述设置阈 值的范围时，主控板产生错误代码并通过北斗传输终端发送到电力调 度机房。

优选的，所述错误代码中包括标识倾斜传感器角度超限、温度超 限、湿度超限及电压超限信息。

本发明还在上述阈值设置装置的基础上提出了一种铁塔倾斜监 控的阈值设置方法，其特征在于：所述阈值设置方法包括以下步骤：

1)电力调度机房通过北斗系统将阈值设置数据传输到北斗传输 终端；

2)北斗传输终端将所述阈值设置数据传输到倾斜监测集成箱中 的主控板。

优选的，所述阈值设置数据包括：倾斜阈值、温度阈值、湿度阈 值及电压阈值。

优选的，所述阈值设置方法在步骤2)后还包括以下步骤：

3)对比采集数据与阈值

主控板收集倾斜数据、温度数据、湿度数据及电压数据，并对比 上述收集数据与阈值数据；

4)产生错误代码并报警

若采集数据超出了阈值范围，主控板产生错误代码，并将错误代 码通过北斗传输终端发送给电力调度机房；否则结束。

优选的，所述阈值设置方法在步骤4)后还包括以下步骤：

5)电力调度机房接收并解析所述错误代码，若错误代码包括报 警信息，电力调度机房通过运营商基站将经管理人员授权后的维护信 息发送到维护终端。

优选的，所述阈值设置方法在步骤5)后还包括：

6)维护终端通过蓝牙控制单元设置阈值范围。

本发明提供的一种铁塔倾斜报警监控的阈值设置方法及装置，能 够及时的对铁塔和铁塔倾斜采集设备的异常状态进行及时上报。本发 明提出的技术方案通过铁塔倾斜采集设备采集铁塔倾斜数据，设置相 关传感器对铁塔倾斜采集设备的工作状态进行监控采集传感器数据， 并使用北斗系统将处理传感器数据后得到的报警信息发送给电力调 度机房，实现了即使在移动通信网络不健全的地方也能够实现有效和 稳定地将铁塔及铁塔倾斜采集设备的异常信息进行回传。能够节省大 量的人力物力，及时发现异常并报警，减少异常带来的经济和设备损 耗。

附图说明

图1是本发明实施例的铁塔倾斜测试装置框图；

图2是本发明实施例的智能控制主机的连接图；

图3是本发明实施例的错误代码含义图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的技术方案应用于铁塔倾斜监控装置(其结构如附图1所 示)，且所述铁塔倾斜监控装置包括：倾斜传感器、倾斜监测集成箱。 所述倾斜传感器安装在铁塔的塔身上，可以将多个倾斜传感器进行安 装到塔身各个部位采集铁塔倾斜角度数据；所述倾斜监测集成箱与倾 斜传感器相连接，将倾斜传感器采集到的数据进行处理，形成北斗短 报文，之后通过北斗系统将所述北斗短报文传输到电力调度机房；也 可以通过北斗系统接收电力调度机房的控制指令，并执行相应的功能。

所述电力调度机房具有以下功能：

a)对铁塔倾斜监控装置发送的数据进行存储和管理；

b)对铁塔倾斜监控装置发送的数据解析并发现报警信息；

c)对报警信息进行处理。

所述电力调度机房包括监控管理系统；

所述监控管理系统对铁塔倾斜监控设备传输的所有数据都实时 的展示给管理人员。

优选的，根据上述数据产生铁塔状态的实时模型，反应铁塔的工 作状态。

倾斜监测集成箱用于部分设备的固定、保护与防盗，所述集成箱 被安装到铁塔上。倾斜监测集成箱包括：智能控制主机、北斗传输终 端、蓝牙天线及电源模块。

附图2展示了智能控制主机的连接图。所述智能控制主机用获取 采集器的数据并进行解析，同时采集温度、湿度等工作环境信息，并 将上述信息转换成北斗短报文进行回传，同时接收发回的指令数据进 行解析控制设备；北斗传输终端用于通过北斗回传采集到的数据；蓝 牙天线用于设备人员可以通过蓝牙设备来监控智能控制主机；电源模 块为智能控制主机、北斗传输终端及倾斜传感器提供供电，该电源模 块包括：电池及光伏板；电池用于提供设备供电；光伏板用于为电池 持续充电。

可以选择使用RS232串口连接的方式将所述倾斜传感器连接到 所述倾斜监测集成箱，也可以选择其他倾斜传感器支持的接口连接。

所述倾斜监测集成箱包括：北斗传输终端、蓝牙天线、电源模块、 风扇及智能控制主机。

所述北斗传输终端包括数据通信单元及北斗天线。所述北斗传输 终端与智能控制主机进行信号连接，将智能主机接收并处理的符合北 斗发送协议的内容通过北斗系统发送到电力调度机房，北斗传输终端 还能将电力调度机房发送的数据或指令转发给智能控制主机，实现对 智能控制主机的监控。北斗传输终端的使用，使得铁塔倾斜设备在移 动通信基站的地方也可以进行有效数据回传，而无需考虑移动通信基 站的限制及使用移动通信带来的高额成本。

蓝牙天线与智能控制主机相连接，使智能控制主机能够接收蓝牙 数据或指令。

所述电源模块包括：电池及光伏板。光伏板可以通过光伏进行发 电，将电能传输至电池，对电池进行充电。所述电源模块为塔倾斜监 控装置供电，使铁塔倾斜检测设备能够在未接入市电的情况下就能够 正常工作，实现安装的便利性并解除了使用市电安装的各种限制。

所述智能控制主机与北斗传输终端、蓝牙天线存在信号连接，并 由电源模块对智能控制主机、北斗传输终端供电。

所述智能控制主机包括温度传感器、湿度传感器、电源管理单元、 及主控板，所述主控板与所述倾斜传感器、温度传感器、湿度传感器 及电压管理单元相连接。

所述温度传感器及湿度传感器，选用RS232串口实现与主控板的 连接，还可以选择其他温度传感器及湿度传感器支持的端口。所述主 控板通过倾斜传感器、温度传感器、湿度传感器及电压管理单元中的 倾斜数据、温度数据、湿度数据、电压数据对倾斜监测集成箱的工作 状态(如温度、湿度、电池电压信息)进行检测，若检测到的温度信 息高于预设的阈值温度时，则启动倾斜监测集成箱内部的风扇，降低 倾斜监测集成箱内部的温度，防止温度过高给倾斜监测集成箱内部的 设备造成不可逆的损伤。

所述主控板中数据处理单元获取到工作状态信息及风扇的工作 状态信息后将其处理，并通过北斗传输终端将处理后的工作状态信息 发送至电力调度机房。

所述电源管理单元对电源模块中的电池的电压、电流参数进行监 控，并实现对电池的充放电的管理，实现对电源模块高效管理；并由 电池电压数据获得电池剩余电量的值。所述主控板中数据处理单元能 够获取所述电源管理单元中关于电源模块的所有值。

所述主控板包括数据处理单元、存储单元及蓝牙控制单元。

所述数据处理单元能够对倾斜传感器、温度传感器、湿度传感器、 电源管理单元采集到的或存储单元中保存的数据进行解析，并将上述 数据打包为北斗短报文的格式。

所述存储单元对倾斜传感器、温度传感器、湿度传感器采集到的 数据及智能控制主机的运行状态数据(即工作日志)。

所述蓝牙控制单元与蓝牙天线相连接，可以与维护人员的手持设 备(即维护终端)相连接，对倾斜监测集成箱的内部的数据进行监控 和维护。

蓝牙控制单元可以读取数据处理单元、存储单元及北斗传输终端 中的内容，同时实现对数据处理单元、存储单元及北斗传输终端的部 分内容进行写入。

因此，蓝牙控制单元能够在维护人员手持设备的控制下实现对北 斗传输终端的网络信息、账户信息及S/N信息等信息的配置和读取； 实现对智能控制主机的S/N(即序列号)信息和账户信息等信息的配 置和读取；实现对温度、湿度、倾斜和电源的工作信息的读取；读取 智能控制主机的工作日志；进一步地能够实现智能主机的固件升级操 作。

所述蓝牙控制单元的设置使维护人员对本发明提出的安装在铁 塔上的铁塔倾斜检测设备的所有信息进行配置和读取。使得维护人员 通过蓝牙通信就能对铁塔倾斜检测设备进行维护，而无需爬上高耸的 铁塔，降低了维护人员的安全风险。为了实现将传感器采集到的数据 通过北斗传输终端发送给电力调度机房，由于北斗系统民用时的限制， 传输内容长度有限，本实施例中使用智能控制主机中的数据处理单元 对传感器采集到的数据进行本地解析，并将解析后的数据同错误代码 一起打包称为北斗短报文，通过北斗传输终端发送给电力调度机房。

其数据发送格式如表1所示。传输数据格式包括：字头、命令标 志码、倾斜数据、温湿度、电池电压、错误代码及校验码等信息。

表1铁塔倾斜监测设备数据传输格式

其中倾斜数据为两个倾斜传感器的三轴数据连接组成。例如， 1034567000456780 00000000表示X轴的角度为-34.5670°，Y轴 角度为+45.6780°，Z轴未开启。

温湿度为温度数据与湿度数据连接组成。例如123456表示温度 为23.4℃，相对湿度为56％，其中1表示温度为负值。

电池电压表示电源管理单元检测到的电池的电压值。例如1234 表示电池电压为12.34V。

其中错误代码的定义如附图2所示。

错误代码共16位，每一位可以代表一个异常状态。当异常状态 出现时，若发生异常则根据异常状况将相应位的异常位置1，否则设 置响应位为0。当错误代码只要存在1，则表示错误代码中存在报警 信息。需要注意的是，智能控制主机采取先检测到异常先报警的原则， 所以当多个异常触发报警后，会依次将相应的位置1。

当触发报警后，铁塔倾斜检测设备自动进入上报模式。当且仅当 异常解除，才能退出上报模式。为了防止误操作，异常解除仅通过下 面两种方法解除：

a)重置报警阈值；

b)报警的物理量恢复到阈值范围以内。

另一方面，为了实现电力调度机房对铁塔倾斜检测设备的控制， 电力调度机房还可以通过北斗传输终端发送北斗短报文给铁塔倾斜 检测设备，设置传感器的阈值或阈值范围。若检测到的数值超出该设 定值或范围，则铁塔倾斜检测设备通过北斗传输终端将报警信息发送 至电力调度机房。

表2描述了铁塔倾斜监测设备报警阈值设置格式，以北斗短报文 的形式将电力调度机房发送给铁塔倾斜监测设备的阈值设置信息。该 格式中包括：鉴权码、字头、命令标志码、倾斜阈值、温度阈值、湿 度阈值、电池电压阈值和校验码等信息。

其中，鉴权码的长度为2字节；字头、命令标志码和校验码的长 度为1个字节；湿度阈值与电池电压阈值的长度均为2字节；倾斜阈 值的长度为12字节。

表2铁塔倾斜监测设备报警阈值设置格式

倾斜阈值由两个倾斜传感器的阈值连接组成，每个传感器的阈值 为M±X.xxx，N±Y.yyy，Q±Z.zzz。其中参考角度M、N、Q为智能控 制主机接收到本条指令之后，根据倾斜传感器在5秒时间内采集到的 三轴(即X轴、Y轴、Z轴)数据计算出的平均值。

温度阈值是一个温度范围，若温度传感器检测到的温度超出该范 围，则发送报警信息。例如SLLtSHHt＝1200 0506，表示温度范围为 -20℃<T<50.6℃。

湿度阈值是一个湿度范围，若湿度传感器检测到的湿度超出了该 范围，则发送警报信息。例如，RLRH＝2080表示湿度范围为20％～80％。

电池电压阈值是一个电压范围，若电源管理单元检测到的电压值 超出了该范围，则发送警报信息。例如，VLvvVHvv＝11001350表示电 压范围在11.00V～13.05V。

电力调度机房在收到铁塔倾斜监测设备发送的北斗短报文之后， 对北斗短报文进行解析，将解析出的内容传输到监控管理系统中展示； 若包括报警信息，还可以通过移动网络的运营商基站将报警信息发送 给管理人员，由管理人员通知维护人员到发生异常的铁塔处对铁塔及 铁塔倾斜监测设备进行维护。

维护人员可以通过蓝牙控制单元对阈值数据进行设置，此时智能 控制主机会自动将设置的阈值通过北斗传输终端发送给电力调度机 房并发出警告，电力调度机房能够及时获取阈值设置改变情况。这样 维护人员可以根据铁塔现场的情况合理的设置阈值，也可以避免维护 人员阈值设置的失误造成虽然对铁塔数据进行了监控，但对潜在的风 险无法及时获取的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁塔倾斜报警监控的阈值设置装置，其特征在于，所述阈值设置装置包括：倾斜传感器、倾斜监测集成箱；

倾斜传感器安装在铁塔的塔身上，采集塔身各部位的倾斜数据；

所述倾斜监测集成箱与倾斜传感器相连接，所述倾斜监测集成箱安装在塔身，所述倾斜监测集成箱包括：北斗传输终端及主控板；

所述北斗传输终端接收电力调度机房通过北斗系统发送的阈值设置数据，并将阈值设置数据传输给主控板。

2.一种如权利要求1所述的阈值设置装置，其特征在于，所述阈值设置数据包括：倾斜阈值范围、温度阈值范围、湿度阈值范围及电压阈值范围。

3.一种如权利要求2所述的阈值设置装置，其特征在于，所述阈值设置数据还包括：鉴权码、字头、命令标志码及校验码。

4.一种如权利要求3所述的阈值设置装置，其特征在于，所述倾斜监测集成箱还包括：温度传感器、湿度传感器及电压管理单元，所述温度传感器、湿度传感器及电压管理单元均与主控板相连接；

所述主控板获取温度传感器、湿度传感器及电压管理单元中的采集数据；

所述采集数据包括：温度数据、湿度数据及电压数据；

主控板将采集数据与阈值数据对比，若采集数据大于所述设置阈值的范围时，主控板产生错误代码并通过北斗传输终端发送到电力调度机房。

5.一种如权利要求4所述的阈值设置装置，其特征在于，所述错误代码中包括标识倾斜传感器角度超限、温度超限、湿度超限及电压超限信息。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的铁塔倾斜监控的阈值设置方法，其特征在于：所述阈值设置方法包括以下步骤：

1)电力调度机房通过北斗系统将阈值设置数据传输到北斗传输终端；

2)北斗传输终端将所述阈值设置数据传输到倾斜监测集成箱中的主控板。

7.一种如权利要求6所述的阈值设置方法，其特征在于：所述阈值设置数据包括：倾斜阈值范围、温度阈值范围、湿度阈值范围及电压阈值范围。

8.一种如权利要求7所述的阈值设置方法，其特征在于，所述阈值设置方法在步骤2)后还包括以下步骤：

3)对比采集数据与阈值

主控板收集倾斜数据、温度数据、湿度数据及电压数据，并对比上述收集数据与阈值数据；

4)产生错误代码并报警

若采集数据超出了阈值范围，主控板产生错误代码，并将错误代码通过北斗传输终端发送给电力调度机房；否则结束。

9.一种如权利要求8所述的阈值设置方法，其特征在于，所述阈值设置方法在步骤4)后还包括以下步骤：

5)电力调度机房接收并解析所述错误代码，若错误代码包括报警信息，电力调度机房通过运营商基站将经管理人员授权后的维护信息发送到维护终端。

10.一种如权利要求9所述的阈值设置方法，其特征在于，所述阈值设置方法在步骤5)后还包括：

6)维护终端通过蓝牙控制单元设置阈值范围。