北斗GNSS高精度定位技术电力铁塔应用

电力铁塔是电力系统的关键组成部分，承担着电力输送的重任。

然而，铁塔分布在户外，面临着台风、洪水等自然灾害、外力碰撞等风险。因此需要采用自动化监测的方法实时监控其安全状态，对于可能出现的问题实现提前预警，起到保护铁塔的作用。

司南导航提供的电力铁塔安全监测解决方案通过设备部署、数据采集与传输、数据处理与分析、报警与预警机制、数据可视化与管理等手段，实现对电力铁塔的实时监测、预警和管理，保障其安全运行，提高电网的稳定性和可靠性。方案可以应用于电力系统、能源行业、城市建设、防灾减灾以及交通运输等领域。

西北某电力铁塔监测

项目概况

项目地区属于地质灾害频发地，周边有居民和牧民居住。雨季和冰雪融化季节会伴随泥石流，严重威胁着人民财产安全。铁塔作为电力输电重要枢纽，它的沉降、倾斜会导致设备间的接线长度不够，发生跳闸等情况，严重时会造成设备倾斜甚至倒塌，引发安全事故。

项目痛点

该地区地形复杂，山势险峻，电力铁塔多位于高山大岭之间，地势险要，这使得人工巡检难度大，监测结果可能不准确。高山和峡谷地形导致信号传输受阻，通信信号弱，使得灾害预警信息传输不畅。

解决方案

针对电力铁塔安全监测业务需求，司南导航利用北斗高精度定位技术，建立高压输电铁塔“全方位监测体系”，可实现对线路塔基沉降、铁塔倾斜变形、山体滑坡等安全风险的实时监测，监测精度可达毫米级，结合监测预警平台的数据分析、曲线展示和预警报表等功能，可以及时掌握各监测隐患点实时状态，提升电力线路安全管理水平。

监测布设

司南导航通过在隐患点布设一体化地表位移监测站，将GNSS、数据采集模块、无线传输模块等集成于一体，获得毫米级的形变监测精度，可实时掌握监测对象的变形情况，在铁塔安全监测中用来监测铁塔的水平和垂直变形情况。设备还适用于野外滑坡、崩塌、水库大坝及露天矿边坡等领域的变形监测。

现场作业实拍

监测内容

地表变形监测：地表变形监测采用高精度GNSS一体机进行在线监测。依托精密监测传感器和业界领先的高精定位差分算法，提供毫米级位置服务，实现高精度结构监测。

A300普适型GNSS接收机

倾角加速度监测：塔筒倾斜反映了结构体倾斜的程度，风机铁塔的倾斜原因是多样的，结合其它监测指标，可以判断其来源是基础结构问题还是塔筒本身出现了异常。

倾角加速度计

环境监测：采用风速风向仪、雨量计进行监测，反映风机塔筒周围环境，通过判断环境变化用于评估结构的安全性和可靠性。

风速风向仪

雨量计

视频监控：视频监控能够清晰直观地查看到风机铁塔现场整体变化情况，快速反应现场状态，与传感器数据起到相互校验的作用。

高清球形摄像机

监测成果

方案解决了铁塔人工巡检工作量大，实效性、连续性、准确性差和检测数据分析滞后等问题。

通过利用物联网感、传、知、用技术，对铁塔进行监测，实时分析各监测数据，针对超过安全范围的情况及时预警并通知相关人员，并将历史数据生成趋势分析报告，可以针对每个监测边坡生成每一年、半年或者近几个月来的形变趋势图，通过分析趋势图可以得到边坡稳定情况，从而帮助维护人员及早发现铁塔形变等隐患。

位移数据展示

位移速率变化

核心优势

针对基础结构面临的地质变化、施工质量、复杂载荷、环境影响等问题，进行准确、直观的监测，提前发现基础失效隐患和异常发展趋势，保障电力铁塔的基础结构安全；

可通过短信、邮件、微信等各种形式进行报警，并可建设监控中心大屏系统，进行全局管理；

提供静态毫米级解算云计算服务，监测点数据接入快速、简单，无需搭建解算平台，可满足铁塔地质灾害隐患点、结构物的高精度监测需求。

年运行可靠率99%以上，系统可满足7×24小时长时间可靠运行。设备可远程调试，保证项目运维的及时性和便捷性，降低安装技术成本，大大提高项目实施效率。

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