中國幅員遼闊,可開發的水力資源的三分之二分布在西北和西南地區,煤炭資源大部分蘊藏在西北地區北部和華北地區西部,而負荷中心主要集中在東部沿海地區。由此造成電力資源與負荷中心分布不均勻,加上我國電力需求持續增加,電網規模迅速擴大,對輸電線路安全運行的要求越來越高。在自然環境和外界條件作用下,如采空(采煤后廢棄的空間)地區,颶風、重覆冰的極端氣象地區,桿塔基礎時常會發生滑移、傾斜、沉降、開裂等現象,從而引起桿塔變形或傾斜。桿塔傾斜會造成倒塔、斷線、跳閘等災害。桿塔傾斜屬于典型的隱形故障,在桿塔傾斜現象發生的發展初期,巡線人員很難用肉眼觀察到其微小變化。當發現其沉降時,輸電線路已處于危險狀態。

安裝FH-9001桿塔傾斜監測裝置,可以發現桿塔變形和傾斜,找出其發生、發展的特點,及時掌握早期桿塔變化,預見其發展程度,并及時采取相應措施,確保線路的安全運行。

1、雙軸傾角傳感器

架空線桿塔傾斜倒塌是一個緩慢變化的過程單憑人工巡檢是無法及時發現的。另外,人工巡檢也無法做到實時精確監控。本開發項目采用雙軸傾角傳感器安裝固定在架空線桿塔上實現4個方向0 ~90°的實時監測,其測量精度為0.1°分辨率0.01。利用技術手段替代人工巡檢不僅可靠性高,而且解決了人工巡檢實時性差、無監測數據的問題。

2、GPRS無線數據傳送模塊

由于桿塔基本分布在較為偏僻的山頂或野外且區域廣、線路長,數量多因此通過敷設信號線來傳送桿塔傾角監測數據不經濟。如圖1所示采用插入手機卡的GPRS無線數據傳送模塊將傾角傳感器實時角度信號發送到指定位置的PC機(調度室和中央變電站)上,解決了數據傳輸的問題。同時在無線傳送模塊中設定角度報警值,當實際角度達到報警值后自動發送短信到指定人員手機上實現實時監測與報警。另外該系統具備遠程組態和查詢功能,降低了維護人員編輯、調試設備的工作量。系統選用GPRS無線網絡實現終端監測設備與監控系統之間的無線遠距離通信,GPRS無線網絡信號覆蓋范圍廣,無需鋪設通信電纜降低了系統建設成本和維護成本。

圖 2 架空線桿塔傾斜監測報警系統結構框圖

3 、系統設備供電
由于桿塔傾角監測報警系統安裝在戶外環境中，就近區域無低壓電源，直接從廠區供電距離較遠且分散。因此采用光伏電源為系統設備供電，該供電方式成本低、安裝簡單、施工方便。在選用系統設備時應選擇供電電壓相同且功耗低的設備，以解決系統設備戶外供電統一性的問題。

4、系統軟件
在調度室、中央變電站等終端用戶中安裝通用性監測軟件，該軟件具備聲光報警功能，具有報表功能、和歷史趨勢查詢等功能，通過后臺界面可以實時監視桿塔傾角變化情況。供電系統管理和技術人員通過比較監測角度的變化趨勢。可以判斷桿塔傾斜發展趨勢，提前采取防范措施，避免桿塔倒塌造成供電系統波動或失電等故障發生