[发明专利]一种基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路监测技术，具体是一种基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，电力系统的输电线路越来越复杂庞大。一旦发生故障和事故，势必造成电力环网重、特大安全事故的发生，给国家带来严重的经济损失，甚至造成社会不安定。所以，实时监测电力杆塔倾斜状态的变化趋势，并提前预警，有有重大意义和必要性。

输电线路基本上都采用架空线路，由于线路架设在空中，需要承受自重、风力、暴雨和冰雪等机械力的作用、风沙和地质灾害等影响，运行条件十分恶劣。在沙漠地带、高盐土质区、采空区和山地滑坡区等不良地质区，在重力、应力、自然力扰动作用下，杆塔地基容易变形，导致杆塔倾斜、甚至倒塔断线，使供电线路陷于瘫痪，严重影响人们的生产生活，造成巨大损失。

发明内容

本发明提供一种有效解决了输电线路在线监测的难点问题，实现数字化、无人值守电站的理想解决方案的基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统，包括测量天线、ARM处理器、太阳能光伏供电系统和北斗天璇传输型用户机，所述的测量天线安装在电塔上并与北斗卫星之间通过无线电波传送数据，所述的ARM处理器用于接收和处理所述测量天线监测的信号数据，所述的太阳能光伏供电系统为所述的测量天线、ARM处理器提供电源，所述的北斗天璇传输型用户机通过北斗卫星接收到ARM处理器处理的数据。

优选地，所述的测量天线为含带通滤波器的低噪声放大器的双星双频零相位中心介质天线。

优选地，所述的双星双频零相位中心介质天线的相位中心≤2.5mm，增益为26DB，其底座为金属铝座，天线外罩具有防水、防紫外线功能。

优选地，所述的太阳能光伏供电系统包括太阳能光伏板和蓄电池，其中太阳能光伏板给蓄电池充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统可以实时监测杆塔倾斜情况，及时了解运行杆塔的安全、可靠状况，根据倾斜监测数据发展趋势，对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警，指导检修和维护，提醒运行维护人员加固地基，防止倒塔事故发生。

附图说明

图1为本发明电路模块连接结构示意图；

图2为高压电塔三角架抽象的几何模型；

图3为A'B'C'平面的法向量计算公式；

图4为A'B'C'平面的法向量计算公式；

图5为转换关系示意图；

图6为大地坐标BLH到ECEF坐标XYZ的转换公式；

图7为本发明北斗测量杆塔倾斜抽象的几何模型；

图8为本发明北斗测量杆塔倾斜计算公式。

具体实施方式

参见附图1-图8所示，一种基于北斗通信系统电塔倾斜监测系统，包括测量天线、ARM处理器、太阳能光伏供电系统和北斗天璇传输型用户机，所述的测量天线安装在电塔上并与北斗卫星之间通过无线电波传送数据，所述的ARM处理器用于接收和处理所述测量天线监测的信号数据，所述的太阳能光伏供电系统为所述的测量天线、ARM处理器提供电源，所述的北斗天璇传输型用户机通过北斗卫星接收到ARM处理器处理的数据。

优选地，所述的测量天线为含带通滤波器的低噪声放大器的双星双频零相位中心介质天线。

优选地，所述的双星双频零相位中心介质天线的相位中心≤2.5mm，增益为26DB，其底座为金属铝座，天线外罩具有防水、防紫外线功能。

优选地，所述的太阳能光伏供电系统包括太阳能光伏板和蓄电池，其中太阳能光伏板给蓄电池充电。

本发明通过安装在电塔上的测量天线，本测量天线选用的是含带通滤波器的低噪声放大器的双星双频零相位中心介质天线，通过多级滤波器滤除干扰信号，保证在恶劣电磁环境下正常工作；同时天线的相位中心≤2.5mm，增益为26DB，具有垂直面大角度范围内相位中心稳定的特点；测量天线通过监测所在位置电塔的空间位置，经过ARM处理器进行数据分析判定，然后将分析后的数据通过测量天线发送给北斗卫星，北斗卫星将此信号传送到北斗天璇传输型用户机，实现24小时无间断监控。

本发明北斗测量杆塔倾斜计算方法及原理如下：

1、首选将在高压电塔三角架的三个顶点分别放置三个测量天线，根据三个测量天线的定位结果推算高压电塔的倾斜角（测量天线的定位结果以大地坐标经纬高来表示）。