專利名稱：電力桿塔傾斜實時檢測預警系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力桿塔傾斜實時檢測預警系統。
背景技術：
隨著我國經濟的迅猛發展，特別是礦產資源的開采力度的加大，在礦區內形成采空區的面積也逐步擴大，而采空區域內地面電力桿塔極易形成傾斜甚至塌陷，一旦形成事實，勢必造成電力環網重、特大安全事故的發生，給國家帶來重大經濟損失。所以，如何迅速確定電力桿塔傾斜或塌陷以及提前報警就有著重大意義和必要性。目前國外多采用激光或遠紅外方式對電力桿塔進行實時監測，其優點是精度高，缺點是單桿塔設裝置點多，而又對裝置單設電力線供電，并且測量精度時常受到氣候條件(霧、雨)等影響。國內多采用人工巡檢或巡測，缺點是巡檢周期長，精度低，特別是偏遠山區或森林地帶，對于電力桿塔緩慢傾斜或塌陷不能及時發現和處理。
發明內容
為了克服現有技術的缺點，本發明提供一種電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，它巡檢周期短，精度高，可以實現實時監測，對電力桿塔緩慢傾斜或塌陷能及時發現和處理。
本發明解決其技術問題所采取的技術方案是電力桿塔故障預警中心的計算機通過電話線或光纜與調度中心及局域網內的所有計算機連接，故障預警中心的計算機通過GSM Modem與各個電力桿塔的監測裝置無線連接，電力桿塔的監測裝置與設定好的各部門負責人手機無線連接，所述的監測裝置固定在電力桿塔上，其箱體側壁上鉸接箱門，箱體內固定GSM模塊、傾角檢測裝置和太陽能蓄電池，箱體的上端固定箱蓋，箱蓋上固定太陽能板和GSM天線，所述的太陽能板與太陽能蓄電池電連接，GSM模塊與傾角檢測裝置、太陽能蓄電池及GSM天線通過電路板連接。
本發明充分利用計算機技術和現代通訊技術，針對煤礦采空區分布的電力桿塔傾斜角度進行實時監測，把監測到的傾斜角度信息傳送調度中心(或線路檢修班)，預先設定好通知對象和預警的角度值，可以直接將每個鐵塔的傾斜角度信息(或只傳送預警信息)直接發送到相關各部門負責人的手機上，使其相關負責人能夠在第一時間得到預警信息并及時的安排處理，從而減少重大電網事故的發生，減少重大經濟損失，鑒于煤礦供電的特殊性，從安全角度提出電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，它填補了兩次定期巡檢之間的真空，實現了電力桿塔傾角的實時監測，大大提高了煤礦供電的安全性和可靠性。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為本發明原理圖；圖2為本發明監測裝置原理圖；圖3為本發明監測裝置結構示意圖。
具體實施例方式
電力桿塔故障預警中心的計算機通過電話線或光纜與調度中心及局域網內的所有計算機連接，故障預警中心的計算機通過GSM Modem與各個電力桿塔的監測裝置無線連接，電力桿塔的監測裝置與設定好的各部門負責人手機無線連接，所述的監測裝置固定在電力桿塔上，其箱體側壁上鉸接箱門，箱體內固定GSM模塊、傾角檢測裝置和太陽能蓄電池，箱體的上端固定箱蓋，箱蓋上固定太陽能板和GSM天線，所述的太陽能板與太陽能蓄電池電連接，GSM模塊與傾角檢測裝置、太陽能蓄電池及GSM天線通過電路板連接。
傾角檢測裝置硬件和軟件設計方面充分考慮了低功耗問題，由于本裝置分布安裝在無電源的野外，采用太陽能電源，節省電源消耗便是設計本裝置的重要環節，主要考慮了兩個方面一是硬件的低功耗是本裝置的關鍵環節之一，采用的主CPU功耗在休眠時為μA級電流，二是在軟件方面配合硬件，平時置CPU處于休眠模式，傾角檢測裝置和GSM裝置均在關閉狀態，CPU激活時間為1~600秒可設定，每次激活時打開傾角檢測裝置電源，采集到數據后立即關閉傾角檢測傳感，然后計算并分析數據是否在設定的范圍內，如果異常就打開GSM模塊向監控中心和設定的負責人同時發送報警信息。
故障預警中心收到報警信息后記錄下報警信息，并且發出聲光報警和語音報警(例如XX號桿塔向東偏北30度方向傾斜了6度)，提示值班人員及時處理。監控中心軟件通過企業局域網用TCP/IP協議于其他部門終端連接并同時發出報警，通過終端軟件在任意局域網中均可察看報警信息及當前的每個桿塔的傾斜度信息，并且也可以直接通過手機指令查詢每個桿塔的傾斜度信息。
GSM模塊的主CPU采用PHILIPS公司生產的高性能32位ARM7TDMI-S簡指令集的LPC2138，嵌入的512K高速Flash存儲器和32K SDRAM，128位寬度接口/加速器可實現高達60MHz工作頻率，通過片內boot裝載程序實現在系統編程(ISP)和在應用編程(IAP)，外圍接口豐富，單電源供電，擴展方便，并且具有非常小巧的64腳封裝和極低的功耗，具有全工業級的指標符合室外的高低溫等環境和高抗干擾特性(EMC)，這些在電力行業都是很重要的特性。
傾角檢測裝置采用高精度傾斜度傾角檢測裝置，其精度在-25~85度的溫度范圍內可以保證到0.01度，具有很低的電源功耗，并且接口有SPI，UART，4~20mA，與主CPU接口非常方便，由于該傾角檢測裝置具有體積小、精度高、安裝簡單、便于嵌入、低功耗等特點。
GSM模塊的通訊模塊選用WAVECOMM公司的工業級嵌入式GSM模塊，由于其專業的工業級嵌入式設計，它具有很寬溫度的工作范圍和很低功率消耗，這對于電池供電的系統特別重要的，也從使它能非常穩定的工作于室外的工作環境。
所述的箱體采用無縫密封結構，進行防潮、防雨、防結露、防灰塵處理，其內的電路板涂PCB三防膠處理，使其保證能穩定工作在各種潮濕、結露、腐蝕性氣體、灰塵等惡劣的環境中。
由于工作于桿塔之上，桿塔的分布距離較遠，線路較長，由于周邊又無法得到市電或直流電源，遠距離的從變電站單獨引入220V交流或直流電源無論是從施工費用，或是從安全角度來講都是不合理的，所以現在選定用太陽能電池+蓄電池的工作方式，為了保證裝置的小巧，電池板和電池都不宜太大，并且還必須能應付連續的陰雨天氣，這就對系統的功耗提出了更高的要求，這也是多處提到低功耗設計的原因。
本裝置的防雷電波設計是裝置能否正常工作的關鍵，為此我們采用三層防感應雷電波設計，第一層做一個元棱角的防感應雷電波的屏避殼，在裝置放入其中，外殼可靠接地，電阻＜1Ω；第二層在電阻解電池板的電源引線上加裝置德國產的避雷管，其接地正常與大地可靠連接；第三層采用ESD抗靜電保護芯片，其抗感應電壓＞15KV，直擊抗靜電電壓＞8KV。有了這三種逐級雷電波的泄放，給裝置一個較好的工作環境。
權利要求
1.一種電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，其特征在于電力桿塔故障預警中心的計算機通過電話線或光纜與調度中心及局域網內的所有計算機連接，故障預警中心的計算機通過GSM Modem與各個電力桿塔的監測裝置無線連接，電力桿塔的監測裝置與設定好的各部門負責人手機無線連接，所述的監測裝置固定在電力桿塔上，其箱體(15)側壁上鉸接箱門(18)，箱體(15)內固定GSM模塊(14)、傾角檢測裝置(16)和太陽能蓄電池(17)，箱體(15)的上端固定箱蓋(13)，箱蓋(13)上固定太陽能板(12)和GSM天線(11)，所述的太陽能板(12)與太陽能蓄電池(17)電連接，GSM模塊(14)與傾角檢測裝置(16)、太陽能蓄電池(17)及GSM天線(11)通過電路板連接。
2.根據權利要求1所述的電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，其特征在于GSM模塊的主CPU采用PHILIPS公司生產的高性能32位ARM7TDMI-S簡指令集的LPC2138，嵌入的512K高速Flash存儲器和32K SDRAM，128位寬度接口/加速器實現高達60MHz工作頻率。
3.根據權利要求1所述的電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，其特征在于GSM模塊的通訊模塊選用WAVECOMM公司的工業級嵌入式GSM模塊。
4.根據權利要求1所述的電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，其特征在于所述的箱體(15)采用無縫密封結構，進行防潮、防雨、防結露、防灰塵處理，所述的電路板涂PCB三防膠處理。
5.根據權利要求1所述的電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，其特征在于采用屏蔽殼、避雷管和ESD抗靜電保護芯片的三層防感應雷電波設計。
全文摘要
本發明涉及一種電力桿塔傾斜實時檢測預警系統，電力桿塔故障預警中心的計算機通過電話線或光纜與調度中心及局域網內的所有計算機連接，故障預警中心的計算機通過GSM Modem與各個電力桿塔的監測裝置無線連接，電力桿塔的監測裝置與設定好的各部門負責人手機無線連接，所述的監測裝置固定在電力桿塔上，其箱體側壁上鉸接箱門，箱體內固定GSM模塊、傾角檢測裝置和太陽能蓄電池，箱體的上端固定箱蓋，箱蓋上固定太陽能板和GSM天線，所述的太陽能板與太陽能蓄電池電連接，GSM模塊與傾角檢測裝置、太陽能蓄電池及GSM天線通過電路板連接。它巡檢周期短，精度高，可以實現實時監測，對電力桿塔緩慢傾斜或塌陷能及時發現和處理。
文檔編號H04M11/04GK101046375SQ200710061599
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者岳中山 申請人:邯鄲市清華華康電力電子有限公司