一种用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统及方法与流程

本发明涉及特高压输电塔检测，具体涉及一种用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统及方法。

背景技术：

1、特高压输电塔是电力系统中的重要组成部分，它们承担了将发电站生成的电能高效输送到不同地点的任务。特高压输电线路通常用于长距离输电，因此输电塔需要具备足够的稳定性和可靠性，以确保电能可以安全传输。而且，特高压输电塔的高度往往不低于100米，是典型的高耸结构，对环境荷载尤其是风荷载极其敏感。

2、目前，采用圆钢管作为特高压输电塔主体的特高压输电塔，虽然提高了结构整体的刚度，但圆型截面使得杆件容易发生涡激振动，从而导致杆件疲劳损伤、节点板开裂以及螺栓脱落。更为严重地，由于塔身的振动导致地基混凝土开裂，危害结构安全。因此，特高压输电塔的抗风减振对维护输电线路安全稳定运行十分重要。对特高压输电塔进行实测分析，是研究输电塔风振振动从而进行振动控制的有效方法。现有技术中特高压输电塔检/监系统，存在的具体问题如下：

3、（1）特高压输电塔高达一百多米，由工人攀爬安装传感器效率很低；

4、（2）特高压输电塔往往地处野外，无法给数据采集设备长期供电；

5、（3）对于长期监测，野外环境难以提供一个稳定的监测平台用来维护设备。

6、为了克服上述问题，设计一种方便运输的可移动式检/监测系统及方法，既可以减少布置传感器的时间、降低工作风险，又可以长期给监测设备提供操作维护的平台，实现对特高压输电塔的快速监测和长期监测，是当前急需解决的难问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中特高压输电塔检/监系统存在的问题。本发明用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统及方法，能够方便、安全的在特高压输电塔安装风速风向仪、加速度传感器、位移传感器、风压计等各类传感器，在长期监测中，预制节段检/监测平台停留在输电塔底部，为特高压输电塔的抗风减振设计提供可靠的数据支撑。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，包括分布在四角的旋翼动力单元，四组旋翼动力单元的上方均安装有机械旋翼，一对侧相邻的两组旋翼动力单元之间均固定有工作单元，另一对侧相邻的两组旋翼动力单元之间均固定有监测单元，

4、四组旋翼动力单元、两组工作单元、两组监测单元呈回字型分布形成预制节段检/监测平台，所述机械旋翼在旋翼动力单元的驱动下，控制预制节段检/监测平台上升或下降，移动到特高压输电塔的对应位置，

5、所述工作单元内设置有升降平台，所述升降平台承载工作人员将传感器布置到特高压输电塔的对应检测位置处；所述监测单元用于采集特高压输电塔检测位置处传感器的数据，实现特高压输电塔可移动式的检/监测。

6、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，四组旋翼动力单元均为矩形体，且尺寸为3m×3m×2m，两组工作单元、两组监测单元均为矩形体，且尺寸为18m×3m×2m。

7、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，四组旋翼动力单元、两组工作单元、两组监测单元使用的结构材料均为轻质高强的碳纤维材料。

8、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，相邻的旋翼动力单元、工作单元之间通过滑槽方式卡接固定；相邻的旋翼动力单元、监测单元之间也通过滑槽方式卡接固定。

9、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，两组工作单元均还包括工作基台，所述升降平台安装在工作基台上，所述工作基台在靠近特高压输电塔侧边的两端部分布固定有激光雷达定位子单元，两组激光雷达定位子单元之间的工作基台的侧边上间隔分布有两组电磁铁伸臂爪，所述电磁铁伸臂爪在激光雷达定位子单元的测距下沿水平方向滑动，对特高压输电塔主体强力吸附，实现预制节段检/监测平台的空中稳定。

10、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统，两组监测单元均包括光伏板、数据采集子单元和监测基台，所述光伏板用于给数据采集子单元提供工作电压，所述数据采集子单元用于采集特高压输电塔检测位置处传感器的数据，所述光伏板通过转轴安装在监测基台，并通过转轴控制采集太阳能的角度。

11、一种用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统的方法，包括以下步骤，

12、步骤（a），预制节段拼装：将四组旋翼动力单元、两组工作单元、两组监测单元呈回字型分布形成预制节段检/监测平台，四组旋翼动力单元位于四角，一对侧相邻的两组旋翼动力单元之间均固定有工作单元，另一对侧相邻的两组旋翼动力单元之间均固定有监测单元；

13、步骤（b），安装旋翼：在位于四角的旋翼动力单元分别安装机械旋翼；

14、步骤（c），布置传感器：

15、（c1），机械旋翼在旋翼动力单元的驱动下，控制预制节段检/监测平台上升或下降，移动到特高压输电塔的对应位置区域；

16、（c2），机械旋翼在旋翼动力单元的驱动下进入进入悬停状态，工作单元上正对激光雷达定位子单元工作，实时计算工作单元与特高压输电塔的距离，通过机械旋翼控制工作单元和特高压输电塔保持最佳距离；

17、（c3），保证工作单元和特高压输电塔保持最佳距离时，在激光雷达定位子单元的测距下控制电磁铁伸臂爪沿水平方向滑动，并控制电磁铁伸臂爪通电，对特高压输电塔主体强力吸附，实现预制节段检/监测平台的空中稳定；

18、（c4），工作人员在升降平台的升降距离微整下，将传感器布置到特高压输电塔的对应检测的精确位置上；

19、（c5），重复（c1）-（c2），完成特高压输电塔上各类传感器的布置；

20、步骤（d），实时监测：在特高压输电塔上各类传感器布置过程中，通过监测单元内的数据采集子单元对安装各类传感器后的特高压输电塔实现实时监测；

21、步骤（e），长期监测：

22、（e1），完成特高压输电塔上各类传感器的布置后，通过机械旋翼在旋翼动力单元的驱动下，控制预制节段检/监测平台降落在特高压输电塔的底部；

23、（e 2），监测单元供电工作，长期实时对特高压输电塔上各类传感器进行监测；

24、（e 3），长期监测过程中，通过光伏板采集太阳能，给监测单元内的数据采集子单元提供工作电压，该光伏板可通过转轴跟随太阳移动。

25、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统的方法，步骤（a），将四组旋翼动力单元、两组工作单元、两组监测单元呈回字型分布形成预制节段检/监测平台，相邻的旋翼动力单元、工作单元之间通过滑槽方式卡接固定；相邻的旋翼动力单元、监测单元之间也通过滑槽方式卡接固定。

26、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统的方法，（c5），重复（c1）-（c4），完成特高压输电塔上各类传感器的布置，各类传感器包括风速风向仪、加速度传感器、位移传感器、风压计，所述风速风向仪、加速度传感器、位移传感器、风压计与监测单元内的数据采集子单元可实现无线数据的采集。

27、前述的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统的方法，所述风速风向仪用于监测特高压输电塔测点位置处的风向和风速；所述加速度传感器用于监测特高压输电塔测点位置处的加速度响应；所述位移传感器用于监测特高压输电塔测点位置处的位移响应；所述风压计用于监测特高压输电塔测点位置处的表面风压，

28、对于特高压输电塔的整体振动监测，所述风速风向仪布置于特高压输电塔的每一个横担位置处；所述加速度传感器、位移传感器从上至下布置于特高压输电塔的每个横担处主材节点上；所述风压计沿特高压输电塔每个横担的水平向以及主材竖向均匀布置，且两组风压计的间距不大于5m；

29、对于特高压输电塔的局部构件振动监测，所述风速风向仪应布置于该局部构件的水平构件上；所述加速度传感器、位移传感器沿该局部构件均匀布置，并根据该局部构件的长度选择三分点、四分点位置布置；所述风压计均匀布置于该局部构件的表面，且两组风压计的间距应大于1m。

30、本发明的有益效果是：本发明的用于特高压输电塔的可移动式检/监测系统及方法，既可以减少布置传感器的时间、降低工作风险，又可以长期给监测设备提供操作维护的平台，实现对特高压输电塔的快速监测和长期监测，且具有以下优点：

31、（1），采用可预制可拼装节段，包括四组旋翼动力单元、两组工作单元、两组监测单元呈回字型分布形成预制节段检/监测平台，方便运输到野外进行安装，可根据不同尺寸的特高压输电塔组装不同长度，并可重复使用从而节约成本；

32、（2），预制节段检/监测平台通过机械旋翼竖向飞行，减少了工人攀爬输电塔的时间，工作单元滑动靠近特高压输电塔，并配备有升降平台，极大的方便了传感器的安装工作；

33、（3），工作单元上安装了电磁铁伸臂爪，达到合适位置后，其对特高压输电塔主体，给电磁铁通电，使电磁铁伸臂爪与特高压输电塔主体吸附在一起，大大加强预制节段检/监测平台的悬停稳定性，提高安全性能；

34、（4），通过安装特高压输电塔上各类传感器布置过程中，可对安装各类传感器后的特高压输电塔实现实时监测，而且，在长期监测中，强预制节段检/监测平台停留在输电塔底部，并通过监测单元中无线方式实时监测输电塔的风致振动情况，为特高压输电塔的抗风减振设计提供可靠的数据支撑；

35、（5）对于特高压输电塔的整体振动监测和特高压输电塔的局部构件振动监测，安装的各类传感器位置不同， 能够最准确的反应特高压输电塔的整体振动、局部构件振动的实时状态，且通过本发明的安装方式，高效可靠，安全性能高，安装准确度高，从而提高监测精确度，可准确充分的反应特高压输电塔的整体振动、局部构件振动的各种状态。