本发明实施例的第一目的是：提供一种输电线路模拟验证系统，包括模拟杆塔，设置在模拟塔杆的中心线处设置有红外线发射装置以及安装在杆塔中心线顶端处和2/3处的两个高精度双轴倾角传感器，在所述基本塔体与塔身结合处设置有电动液压推杆，地陷模拟平台，设置在模拟杆塔底部，控制箱，与地陷模拟平台和电动液压推杆通过线缆连接，应用客户端，分别与控制箱和高精度双轴倾角传感器连接。通过分析、结合安装地区实际情况，得出了地质基础失稳和不平衡张力破坏是杆塔倾斜的主要原因，本系统基于此两项原因进行设计、模拟验证。本发明实施例的第二目的是：提供一种输电线路模拟验证方法，用于验证上述输电线路模拟验证系统的正确性。
模拟杆塔，由基本塔体、塔身以及塔脚组成，所述基本塔体的底部是塔脚，其上部是塔身；在所述塔身的中心线处设置有红外线发射装置以及安装在杆塔中心线顶端处和2/3处的两个高精度双轴倾角传感器，在所述基本塔体与塔身结合处设置有电动液压推杆，地陷模拟平台，设置在模拟杆塔底部，与塔脚固定；
控制箱，与地陷模拟平台和电动液压推杆通过线缆连接，
应用客户端，分别与控制箱和高精度双轴倾角传感器连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路模拟验证系统，其特征是，所述高精度双轴倾角传感器设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端连接。
3.根据权利要求1所述的输电线路模拟验证系统，其特征是，所述控制箱设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端连接。
4.根据权利要求2或3所述的输电线路模拟验证系统，其特征是，所述无线传输模块包含有ZigBee通信模块、WiFi模块及3G/4G模块中的一种。
5.根据权利要求1所述的输电线路模拟验证系统，其特征是，所述地陷模拟平台由液压倾斜平台构成，该液压倾斜平台可以实现模拟杆塔可以发生6度以内的倾斜。
6.根据权利要求5所述的输电线路模拟验证系统，其特征是，所述液压倾斜平台由底座、支撑架、推杆及支撑平台组成，所述支撑架设置在底座上，支撑架的上部是支撑平台，所述推杆的底端与底座倾斜固定，其上端安装在支撑架的架体上，架体与支撑平台的连接端设置有转轴，其中，支撑平台用于与踏脚的固定。
7.输电线路模拟验证方法，其特征是，包括如下步骤:
1)如权利要求1-6所述进行搭建输电线路模拟验证系统并进行校验，校验完毕后标记红外线发射装置在地面照射点S1，同时两个高精度双轴倾角传感器的将该点位置测得的倾斜角度值θ1通过无线传输模块传输至应用客户端；
2)通过控制箱控制液压倾斜平台及电动液压推杆，使得模拟杆塔倾斜一个角度；
3)标记步骤2)后红外线发射装置在地面照射点S2，同时两个高精度双轴倾角传感器的将该点位置测得的倾斜角度值θ2通过无线传输模块传输至应用客户端；
4)测量地面照射点S1与地面照射点S2的距离，以此计算模拟杆塔的倾斜度；
5)应用客户端计算步骤3)倾斜角度值θ2与步骤1)倾斜角度值θ1的变化值；
6)将步骤4)的结果与步骤5)的结果进行比对，进一步验证结果；
8.根据权利要求7所述的输电线路模拟验证方法，其特征是，所述高精度双轴倾角传感器测量安装平面和水平面之间的夹角。
9.根据权利要求8所述的输电线路模拟验证方法，其特征是，两个高精度双轴倾角传感器测量安装平面和水平面之间的夹角始终一致。
10.根据权利要求7所述的输电线路模拟验证方法，其特征是，所述步骤4)中计算模拟杆塔的倾斜度的方法为：测量红外线发射装置对地面照射点不同位置之间的距离来确定杆塔的倾斜距离，以此计算杆塔的倾斜度。
输电线路模拟验证系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及输电线路监测技术，特别是涉及一种输电线路模拟验证系统及方法。
背景技术
[0002] 国家电网对智能电网的重视，促使输电线路在线监测行业迅猛发展，各种监测设备为线路的安全运行提供了有力保障。各个设备厂家监测设备数据的准确性虽然经过了国网实验室的检测，但实验室检测环境和现场还是有很大不同，因此，模拟现场实际环境检测在线监测设备更具有指导意义。
[0003] 本方案主要针对杆塔倾斜在线监测设备的模拟检测。
[0004] 输电线路杆塔倾斜原因多种多样，总结起来主要有地质基础失稳、不平衡张力破坏、外力破坏、转角塔基础浇注控制不当、塔材加工的精度超差、安装时螺栓未达到规定的紧固扭距、紧线施工时辅助拉线设置不当、带有拉线的耐张转角杆内倾原因等多方面。
[0005] 输电线路沿线的资源勘查开采等活动易造成地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等，存在杆塔的倾斜、倒塌的隐患，严重威胁到线路的正常、安全运行，由此造成的经济损失也无法估量，对线路杆塔状态的监测就显得尤为重要。
发明内容
[0006] 本发明实施例的第一目的是：提供一种输电线路模拟验证系统，通过分析、结合安装地区实际情况，得出了地质基础失稳和不平衡张力破坏是杆塔倾斜的主要原因，本系统基于此两项原因进行设计、模拟验证。
[0007] 本发明实施例的第二目的是：提供输电线路模拟验证方法，用于验证上述输电线路模拟验证系统的正确性。
[0008] 具体的方案是：
[0009] 输电线路模拟验证系统，包括：
[0010] 模拟杆塔，由基本塔体、塔身以及塔脚组成，所述基本塔体的底部是塔脚，其上部是塔身；在所述塔身的中心线处设置有红外线发射装置以及安装在杆塔中心线顶端处和2/3处的两个高精度双轴倾角传感器，在所述基本塔体与塔身结合处设置有电动液压推杆，[0011] 地陷模拟平台，设置在模拟杆塔底部，与塔脚固定；
[0012] 控制箱，与地陷模拟平台和电动液压推杆通过线缆连接，
[0013] 应用客户端，分别与控制箱和高精度双轴倾角传感器连接。
[0014] 进一步地，所述高精度双轴倾角传感器设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端连接。
[0015] 进一步地，所述控制箱设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端连接。
[0016] 进一步地，所述无线传输模块包含有ZigBee通信模块、WiFi模块及3G/4G模块中的一种。
[0017] 进一步地，所述地陷模拟平台由液压倾斜平台构成，该液压倾斜平台可以实现模拟杆塔可以发生6度以内的倾斜。
[0018] 进一步地，所述液压倾斜平台由底座、支撑架、推杆及支撑平台组成，所述支撑架设置在底座上，支撑架的上部是支撑平台，所述推杆的底端与底座倾斜固定，其上端安装在支撑架的架体上，架体与支撑平台的连接端设置有转轴，其中，支撑平台用于与踏脚的固定。
[0019] 本发明还提供了一种输电线路模拟验证方法，包括如下步骤:
[0020] 1)如上述所述进行搭建输电线路模拟验证系统并进行校验，校验完毕后标记红外线发射装置在地面照射点S1，同时两个高精度双轴倾角传感器的将该点位置测得的倾斜角度值θ1通过无线传输模块传输至应用客户端；
[0021] 2)通过控制箱控制液压倾斜平台及电动液压推杆，使得模拟杆塔倾斜一个角度；
[0022] 3)标记步骤2)后红外线发射装置在地面照射点S2，同时两个高精度双轴倾角传感器的将该点位置测得的倾斜角度值θ2通过无线传输模块传输至应用客户端；
[0023] 4)测量标地面照射点S1与地面照射点S2的距离，以此计算模拟杆塔的倾斜度；
[0024] 5)应用客户端计算步骤3)倾斜角度值θ2与步骤1)倾斜角度值θ1的变化值；
[0025] 6)将步骤4)的结果与步骤5)的结果进行比对，进一步验证结果；
[0026] 7)重复步骤2)至步骤6)，得到多组验证结果。
[0027] 进一步地，所述高精度双轴倾角传感器测量安装平面和水平面之间的夹角。
[0028] 进一步地，两个高精度双轴倾角传感器测量安装平面和水平面之间的夹角始终一致。
[0029] 进一步地，所述步骤4)中计算模拟杆塔的倾斜度的方法为：测量红外线发射装置对地面照射点不同位置之间的距离来确定杆塔的倾斜距离，以此计算杆塔的倾斜度。
[0030] 本发明基于一种输电线路模拟验证系统及方法，从而有效的得出杆塔倾斜的主要原因是由于地质基础失稳和不平衡张力破坏引起的，从而对输电线路铁塔的修复和维修提供了有利的依据。
附图说明
[0031] 图1为本发明输电线路模拟验证系统的框架原理图；
[0032] 图2为本发明模拟杆塔的结构示意图；
[0033] 图3为本发明电动液压推杆的安装示意图；
[0034] 图4为本发明液压倾斜平台的结构示意图；
[0035] 图5为本发明高精度双轴倾角传感器测量原理图。
具体实施方式
[0036] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0037] 具体的方案是：
[0038] 参见图1至图3，输电线路模拟验证系统，包括：
[0039] 模拟杆塔1，由基本塔体12、塔身13以及塔脚11组成，所述基本塔体12的底部是塔脚11，其上部是塔身13；在所述塔身13的中心线处设置有红外线发射装置4以及安装在杆塔中心线顶端处和2/3处的两个高精度双轴倾角传感器4，在所述基本塔体12与塔身13结合处设置有电动液压推杆5，
[0040] 地陷模拟平台2，设置在模拟杆塔1底部，与塔脚11固定；
[0041] 控制箱6，与地陷模拟平台2和电动液压推杆5通过线缆连接，
[0042] 应用客户端7，分别与控制箱6和高精度双轴倾角传感器4连接。
[0043] 本实施例中，模拟杆塔1是参照现用实际塔图设计，按照10:1的比例缩放为模拟杆塔1。原杆塔类型为酒杯型的直线塔，由基本塔体，塔身及塔脚三部分组成，总高度为47.2米，重量约42吨。缩放后的模拟杆各部分按照10:1的比例缩小，各部分结构样式与原杆塔基本相同，缩小后塔高4.72米(不含液压装置高度)，重量约为4吨。
[0044] 由于不均衡张力的影响，杆塔会发生受力倾斜。因此电动液压推杆5安装于基本塔体12与塔身13结合处，可模拟塔身13向受力方向倾斜。其工作范围为0-100mm，也可模拟6度以内的杆塔倾斜。
[0045] 上述输电线路模拟验证系统按照如下参数搭建，模拟杆塔1外形尺寸为4.72米(高)X3.24米(长)X1.2米(宽)，基本塔体12是2.7米(高)X3.24米(长)X0.6米(宽)，塔脚11面积为1.2米(长)X1.2米(宽)，塔脚11部分安装在液压升降平台5上，平台下方需用水泥灌浆处理。整套系统由于通过电机驱动，因此需提供380V交流供电。
[0046] 进一步地，所述高精度双轴倾角传感器4设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端7连接。
[0047] 进一步地，所述控制箱6设置有无线传输模块和RS485接口，其可通过无线传输模块或RS485接口与应用客户端7连接。
[0048] 进一步地，所述无线传输模块包含有ZigBee通信模块、WiFi模块及3G/4G模块中的一种。
[0049] 进一步地，所述地陷模拟平台5由液压倾斜平台构成，该液压倾斜平台可以实现模拟杆塔可以发生6度以内的倾斜。
[0050] 参照图2，所述液压倾斜平台由底座101、支撑架102、推杆103及支撑平台100组成，所述支撑架102设置在底座101上，支撑架102的上部是支撑平台100，所述推杆103的底端与底座101倾斜固定，其上端安装在支撑架103的架体104上，架体104与支撑平台100的连接端设置有转轴，其中，支撑平台用于与踏脚的固定。
[0051] 本发明还提供了一种输电线路模拟验证方法，包括如下步骤:
[0052] 1)如上述所述进行搭建输电线路模拟验证系统并进行校验，校验完毕后标记红外线发射装置3在地面照射点S1，同时两个高精度双轴倾角传感器4的将该点位置测得的倾斜角度值θ1通过无线传输模块传输至应用客户端7；
[0053] 2)通过控制箱6控制液压倾斜平台2及电动液压推杆5，使得模拟杆塔倾斜一个角度；
[0054] 3)标记步骤2)后红外线发射装置3在地面照射点S2，同时两个高精度双轴倾角传感器4的将该点位置测得的倾斜角度值θ2通过无线传输模块传输至应用客户端7；
[0055] 4)测量标地面照射点S1与地面照射点S2的距离，以此计算模拟杆塔1的倾斜度；
[0056] 5)应用客户端7计算步骤3)倾斜角度值θ2与步骤1)倾斜角度值θ1的变化值；
[0057] 6)将步骤4)的结果与步骤5)的结果进行比对，进一步验证结果；
[0058] 7)重复步骤2)至步骤6)，得到多组验证结果。
[0059] 杆塔倾斜监测量包括倾斜度、顺线倾斜度、横向倾斜度、顺线倾斜角、横向倾斜角。通过安装在杆塔中心线顶端处和2/3处的两个高精度双轴倾角传感器4来实现。
[0060] 高精度双轴倾角传感器4安装于塔身13中心线上，高精度双轴倾角传感器4的X轴、Y轴可同时采集到线路横线方向和顺线方向的角度变化，通过角度变化来计算杆塔的倾斜度。
[0061] 其测量原理是：如图3所示，A、B、C是三个不同高度的安装点，不论倾斜的角度有多大，高精度双轴倾角传感器4始终测量的是安装平面和水平面之间的夹角，所以∠1＝∠2＝∠3。因此系统设计5米高的酒杯塔，可模拟出50米高的杆塔倾斜情况。
[0062] 进一步地，所述步骤4)中计算模拟杆塔1的倾斜度的方法为：测量红外线发射装置4对地面照射点不同位置之间的距离来确定杆塔的倾斜距离，以此计算杆塔的倾斜度。
[0063] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
