一种供电系统带太阳能的耐腐蚀高压线路铁塔监控系统

摘要

本发明公开一种供电系统带太阳能的耐腐蚀高压线路铁塔监控系统，包括：塔头、塔身和塔脚；塔脚；还包括：设置在塔身的无线倾角传感器、温度传感器、视频检测器、视频控制电路、太阳能组件、供电电池、防雷模块、数据处理器、日期计量器、用于与监控中心通信连接的无线传输模块；设在塔头上的风力传感器、设置在伸入混凝土基础层内的塔脚上的沉降监测器；塔头的加强筋能够释放横向的力度，而对铁塔的纵向进行强度加强。加强筋与水平面呈角度设置，可以承担一部分横向的支撑力，并且保证纵向的刚性。而且铁塔在摇摆过程中，菱形设置的加强筋具有一定的回弹力，可以使铁塔保持固定姿势，防止摆动幅度过大。

主权项

一种供电系统带太阳能的耐腐蚀高压线路铁塔监控系统，其特征在于，包括：塔头、塔身和塔脚；塔头设有三个沿着竖直方向设置的横担，横担与横担之间设有连接加固组件；连接加固组件设有呈梯形设置四个边框，四个边框包括：边框一、边框二、边框三、边框四；边框一和边框三沿着竖直方向设置，边框二和边框四沿着水平方向设置；四个边框内部设有十字拉花筋，十字拉花筋与四个边框的顶点连接；四个边框内部还设有四根加强筋，四根加强筋包括：加强筋一、加强筋二、加强筋三、加强筋四；加强筋一的一端与边框一连接，加强筋一的另一端与边框二连接，加强筋二的一端与边框二连接，加强筋二的另一端与边框三连接，加强筋三的一端与边框三连接，加强筋三的另一端与边框四连接，加强筋四的一端与边框四连接，加强筋四的另一端与边框一连接；加强筋一与边框一的连接点位置设置在靠近边框一上端点向下延伸三分之一位置；加强筋一与边框二的连接点位置设置在边框二的中点位置；加强筋二与边框二的连接点位置设置在边框二的中点位置，加强筋二与边框三的连接点位置设置在边框三下端点向上延伸的三分之一位置；加强筋三与边框三的连接点位置设置在边框三下端点向上延伸的三分之一位置，加强筋三与边框四的连接点位置设置在边框四的中点位置；加强筋四与边框四的连接点位置设置在边框四的中点位置，加强筋四与边框一的连接点位置设置在靠近边框一上端点向下延伸三分之一位置；所述塔头、塔身和塔脚的表面分别涂有耐腐蚀树脂涂料；塔脚包括：基础地基、分别与塔脚连接，并水平设置的承重基板、锚固板一、锚固板二、两件塔脚加强板、桩基板；基础地基包括：灰土夯实层、设置在灰土夯实层上部的毛石混凝土层，设置在毛石混凝土层上部的混凝土基础层；塔脚的底部、锚固板一、锚固板二、两件塔脚加强板、桩基板均设置在混凝土基础层内；承重基板设置在混凝土基础层上部，承重基板与混凝土基础层压合；两件塔脚加强板将设置在混凝土基础层内塔脚夹持在中间，两件塔脚加强板的一端分别与承重基板连接，两件塔脚加强板的另一端分别与锚固板二连接；锚固板一设置在两件塔脚加强板的中部位置；桩基板设有尖端，桩基板远离尖端的一端与锚固板二连接，桩基板倾斜，且设置的倾斜角度大于塔脚在混凝土基础层内的倾斜角度；承重基板与锚固板一之间的高度为高度h1，锚固板一与锚固板二之间的高度为高度h2，桩基板的高度为高度h3，混凝土基础层的高度h；高度h1大于高度h2；高度h3大于高度h1；高度h1、高度h2、高度h3的和小于等于高度h的二分之一，且大于高度h的三分一；还包括：设置在塔身的无线倾角传感器、温度传感器、视频检测器、视频控制电路、太阳能组件、供电电池、防雷模块、数据处理器、日期计量器、用于与监控中心通信连接的无线传输模块；设在塔头上的风力传感器、设置在伸入混凝土基础层内的塔脚上的沉降监测器；数据处理器包括：处理芯片以及分别与处理芯片连接的休眠模块和复位模块；休眠模块用于数据处理器在空闲模式时，使数据处理器的RAM定时计数器、串行口、外中断系统继续工作，休眠模块保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位；复位模块包括：复位芯片、上拉电阻Rf、复位无线接收模块；复位芯片的一号管脚通过上拉电阻Rf接电源，复位芯片的二号管脚接电源，复位芯片的五号管脚接，复位芯片的一号管脚通过复位无线接收模块接三号管脚，且三号管脚和四号管脚接地；复位芯片五号管脚接地，复位芯片七号管脚与数据处理器连接用于发送复位信号，复位芯片八号管脚通过二极管VD_f与一号管脚连接；复位无线接收模块用于接收监控中心发送的复位信号，在发出复位脉冲后使复位芯片的八号管脚变成高电平并持续预设时间，使复位模块对数据处理器进行复位；温度传感器包括：温度传感芯片、分压电阻R_w、滤波电容C_w；温度传感芯片包括：温度芯片管脚一、温度芯片管脚二、温度芯片管脚三；温度芯片管脚一通过分压电阻R_w与供电电池连接，温度芯片管脚二与数据处理器连接，温度芯片管脚三通过滤波电容C_w接地；通过分压电阻R_w与供电电池连接使供电电压稳定；日期计量器包括：日期计量芯片、日期计量电容C_rq2、日期滤波电容C_rq1、日期电源BT；日期计量芯片的RST管脚、I/O管脚和SCLK管脚分别与数据处理器连接，Vcc1管脚与供电电池连接，Vcc2管脚与备用电源连接，日期计量电容C_rq2与管脚X1和管脚X2连接，日期计量电容C_rq2用于产生晶振为日期计量芯片提供计时脉冲；日期计量芯片还用于比较Vcc1管脚和Vcc2管脚的电压值，当Vcc2大于Vcc1时，芯片由Vcc2供电；Vcc2小于Vcc1时，芯片由Vcc1供电；视频控制电路分别与数据处理器、供电电池、视频检测器连接，所述视频控制电路用于使数据处理器控制视频检测器与供电电池通断；所述视频控制电路包括：视频控制电阻RK1、视频控制电阻RK2、视频控制三极管QK、视频控制二极管VDK1、控制继电器K1；视频控制电阻RK1的第一端和视频控制电阻RK2的第一端分别与数据处理器连接，视频控制电阻RK1的第二端与视频控制三极管QK的基极连接，视频控制电阻RK2的第二端与视频控制三极管QK的发射极连接，且视频控制电阻RK2的第二端与视频控制三极管QK的发射极接地；视频控制三极管QK的集电极与视频控制二极管VDK1阳极连接，视频控制二极管VDK1阴极与控制继电器K1连接；数据处理器控制视频控制三极管QK的通断来控制控制继电器K1吸合与断开，使控制视频检测器与供电电池通断；防雷模块包括：保险丝Ffl、防雷二极管VDfl、压敏电阻YMR、气体放电管QTF;数据处理器的供电电源通过保险丝Ffl分别与数据处理器和压敏电阻YMR第一端连接；数据处理器的接地端一通过防雷二极管VDfl分别与气体放电管QTF第二端、接地和压敏电阻YMR第二端连接；数据处理器的接地端二分别与气体放电管QTF第一端和接地连接；所述无线倾角传感器包括：倾角A/D转换模块、倾角定时模块、倾角功耗模块、双轴加速度传感装置、供电电池、倾角通信模块、休眠唤醒模块；双轴加速度传感装置用于感应铁塔的X轴倾角与Y轴倾角，并生成X轴倾角信号和Y轴倾角信号；所述倾角A/D转换模块用于将双轴加速度传感装置感应的X轴倾角信号和Y轴倾角信号转换为数字量信号，并通过倾角通信模块传输至监控中心；所述倾角定时控制模块用于使双轴加速度传感装置在预设的时间段内获取铁塔的倾斜角度，并在预设的发送周期向监控中心发出倾斜角度数据信息；所述倾角功耗模块用于使所述无线倾角传感器设有倾角数据采集工作模式、倾角数据发送工作模式、休眠模式、倾角数据采集发送工作模式；所述休眠唤醒模块用于切换所述无线倾角传感器的工作模式，且通过监控中心远程控制所述无线倾角传感器进入或退出休眠模式；所述倾角通信模块用于设置传输数据的数据码和传输码，数据码依次包括：鉴别字符、铁塔地标、网关地址、帧序号、倾角数据、帧尾校验码；传输码依次包括：数据长度、工作信道、电池电压、采集周期、传输状态码；沉降监测器包括：沉降传感器和与沉降传感器连接的沉降信号处理电路；沉降传感器通过沉降信号处理电路与数据处理器连接；沉降信号处理电路包括：沉降三极管Qcj1、沉降三极管Qcj2、沉降二极管VDcj、沉降电阻Rcj1、沉降电阻Rcj2、沉降电阻Rcj3、沉降电阻Rcj4、沉降电阻Rcj5、沉降电阻Rcj6、沉降电阻Rcj7、沉降电阻Rcj8、沉降电阻Rcj9、光电隔离模块GDcj、沉降电容Ccj1、沉降电容Ccj2、沉降电容Ccj3、增益放大芯片、放大器LM1、过零比较器LM2；沉降三极管Qcj1的集电极和沉降三极管Qcj2的集电极、沉降二极管VDcj的阳极分别与沉降传感器连接，沉降二极管VDcj的阴极连接电源；沉降二极管VDcj连接电源起到稳流、续流作用；沉降三极管Qcj2的发射极接地；沉降三极管Qcj1的发射极通过沉降电阻Rcj2与光电隔离模块GDcj输入端连接，沉降三极管Qcj1的基极和沉降三极管Qcj2的基极通过沉降电阻Rcj1与光电隔离模块GDcj输入端连接；光电隔离模块GDcj的输出端一端通过沉降电阻Rcj3与电源连接；光电隔离模块GDcj的输出端另一端分别与沉降电阻Rcj3第一端、沉降电容Ccj2第一端、沉降电容Ccj1第一端连接； 沉降电阻Rcj3第二端接地；沉降电容Ccj2第二端、沉降电阻Rcj5第一端同时与放大器LM1输出端和增益放大芯片一号管脚连接；沉降电容Ccj2第二端分别与沉降电阻Rcj5第二端和放大器LM1阴极输入端连接；放大器LM1阳极输入端通过沉降电阻Rcj4接地；增益放大芯片八号管脚接地，六号管脚分别通过沉降电阻Rcj6接三号管脚以及通过沉降电阻Rcj8、沉降电阻Rcj9接五号管脚和过零比较器LM2的阳极输入端；七号管脚通过沉降电容Ccj3接地；二号管脚通过沉降电阻Rcj7接地；过零比较器LM2阴极输入端接地，过零比较器LM2输出端接数据处理器；沉降三极管Qcj1和沉降三极管Qcj2构成了前端放大电路用于将沉降传感器感应的信号进行放大；放大后的信号进过光电隔离模块GDcj进行光电隔离后，通过沉降电容Ccj1、沉降电容Ccj2、沉降电阻Rcj3、沉降电阻Rcj4、沉降电阻Rcj5、放大器LM1组成的滤波电路进行滤波，滤波后的信号经过增益放大芯片以及周边电路进行二次放大，通过过零比较器LM2输出至数据处理器；监控中心包括：数据接收发送模块、铁塔倾斜判定模块、沉降数据判断模块、储存模块、报警模块、显示器、倾斜趋势预测模块；所述数据接收发送模块用于接收无线倾角传感器、数据处理器、风力传感器、沉降监测器传输的信号，并将监控中心的控制信号传输给数据处理器；所述储存模块用于储存获取铁塔的信号和数据信息；所述铁塔倾斜判定模块用于根据接收的X轴倾角信号和Y轴倾角信号，结合铁混凝土基础层沉降量以及风力数据，判断铁塔的倾斜角度是否符合预设的阈值；当X 轴倾角超过X轴倾角阈值或Y轴倾角超过Y 轴倾角阈值，且风力信号为小于二级时，输出一级报警信号，并在显示器上显示；当X 轴倾角超过X轴倾角阈值或Y轴倾角超过Y 轴倾角阈值，风力信号为小于二级，且沉降量大于预设阈值时，输出二级报警信号，并在显示器上显示；所述倾斜趋势预测模块用于当输出一级报警信号或输出二级报警信号时，从储存模块调取该报警铁塔的以往数据信息，进行分析处理，形成以往的历史倾斜数据走势图，在显示器上显示；并预测该铁塔未来一段时间内的倾斜发展趋势，形成倾斜发展趋势曲线图在显示器上显示；还包括：设置在铁塔四边的四个调直装置；调直装置包括：框架，所述框架上设置有转轴，转轴的轴向上均匀分布有多个圆形挡板，转轴位于框架外的一个端头处连接有制动齿轮，与制动齿轮相配的设置有锁紧机构，所述的锁紧机构包括与制动齿轮相配的锁紧头，锁紧头的底端与固定在框架上的锁紧缸的工作端相连，在框架上还设置有支撑板，并且支撑板和锁紧缸分别位于锁紧头的两侧，在锁紧头的底端与支撑板之间还设置有弹簧，在框架内还设置有电机，电机上连接有调直通信模块、电机控制执行模块；电机的工作端上设置有驱动齿轮，驱动齿轮通过离合装置与设置在转轴另一个端头处的主动齿相连，所述的离合装置包括固定设置在框架上的三个气动缸，每个气动缸上设有气动控制模块；气动缸的工作端处设置有离合齿，且离合齿的转轴滑动支撑在位于框架上的支撑架的长孔内，所述的转轴、齿轮和与其配套的锁紧机构均为三个，并且三个齿轮在框架上呈品字形分布，每个所述转轴上设有绳索，所述转轴上的绳索拉持于塔身，绳索与塔身的拉持位置设置在靠近铁塔高度二分之一位置；所述绳索与地面夹角为30 度至45 度之间；所述监控中心还包括：电机运行控制模块、离合控制模块、调直电机编码模块；调直电机编码模块用于对设置在铁塔四边的四个调直装置的电机进行编码，使发出的电机控制指令对应相应的接收电机；电机运行控制模块用于向所述电机控制执行模块发送电机控制指令，使电机运行；离合控制模块用于向气动控制模块发送气动控制指令，使气动缸运行；所述调直通信模块用于分别接收电机运行控制模块和离合控制模块发出的控制指令；所述电机控制执行模块用于根据接收的电机控制指令，使电机运行，所述气动控制模块用于根据接收的气动控制指令，使气动缸运行，通过电机和气动缸的运行对铁塔调直处理。