(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210687622.0 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 国网福建省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 350013 福建省福州市晋安区茶园路 68号科研楼 (72)发明人 于新民　肖方顺　林瑞宗　李小刚　 程建平　傅本钊　王先日　施孝霖　 聂克剑　王德弘　陈行云　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 郭东亮　蔡学俊 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预 警系统 (57)摘要 本发明提出一种基于地脚螺栓运行状态感 知的智能预警系统， 用于输电铁塔的塔脚状态监 测； 塔脚的塔脚板与地脚螺栓连接以固定输电 塔， 塔脚板和地脚螺栓在组塔施工结束后浇筑保 护帽， 智能预 警系统包括设于塔脚板板面的外角 角端处的埋入式压力传感器、 设置于塔脚板板面 的外角的两边处的埋入式应变计， 压力传感器、 应变计还与数据采集模块、 传输模块、 供电模块 相连， 应变计用于监测塔脚板外角处的局部拉应 力数据， 压力传感器配合应变计监测塔脚板与保 护帽之间压力数据， 所述传输模块把监测数据传 输至分析处理模块； 分析处理模块根据监测数据 评估该铁塔各塔脚的塔脚板状态； 本发明能够监 测铁塔被混凝土封闭的塔脚板的状态， 并据此对 铁塔状态进行判断。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115468596 A 2022.12.13 CN 115468596 A 1.一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 用于输电铁塔的塔脚状态监测； 所述塔脚的塔脚板与地脚螺栓连接以固定输电塔， 塔脚板和地脚螺栓在组塔施工结束后浇 筑保护帽， 其特征在于： 所述智能预警系统包括设于塔脚板板面的外角角端处的埋入式压 力传感器、 设置于塔脚板板面的外角的两边处的埋入式应变计， 压力 传感器、 应变计还与数 据采集模块、 传输模块、 供电模块相连， 应变计用于监测 塔脚板外角处的局部拉应力数据， 压力传感器配合应变计监测塔脚板与保护帽之 间压力数据， 所述传输模块把监测数据传输 至分析处 理模块； 分析处 理模块根据监测数据评估该铁塔各塔脚的塔脚板状态。 2.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 所述压力传感器、 应 变计安装于塔脚板顶部 板面处。 3.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 数据采集模块及 传输模块 安装在塔身第一横隔处。 4.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 所述分析处 理模块评估该铁塔各塔脚的塔脚板状态时， 包括以下 方法： 方法A1、 若埋入式应变计监测数据中， 塔脚板外角两边受到的拉应力很小， 则分析处理 模块判定塔脚板处于地脚螺 栓和螺母紧 固到位的状态； 方法A2、 若埋入式应变计监测数据中， 塔脚板外角两边处的拉应力突然增大或突然减 小， 则分析处理模块判定塔脚板处用于固定输电塔的四个地脚螺栓中的一个或多个出现松 动或滑移， 导致塔脚板处于受力不均的状态； 方法A3、 若埋入式应变计监测数据减小且趋近于零， 则分析处理模块判定塔脚板锈蚀 层导致应变计传感器连接失效； 方法A4、 若埋入式压力传感器监测数据中， 塔脚板与保护帽之间压力很小， 则分析处理 模块判定塔脚板当前只受保护帽的内部 压力， 塔脚板处于被地脚螺 栓螺帽压紧的状态； 方法A5、 若埋入式压力传感器监测数据中， 塔脚板与保护帽之间压力迅速增大， 则分析 处理模块判定塔脚板处的螺帽松动滑 移， 导致塔脚板处于向上滑 移的状态。 5.根据权利要求4所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 当分析处理模块判定塔脚板处于 向上滑移的状态时， 分析处理模块通过终端预警模块 报警。 6.根据权利要求4所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 所述分析模块内设有 预警阈值， 所述预警阈值与塔脚板的安全阈值相匹配； 当塔脚板的 状态变化且变化 量超出安全阈值时， 分析处 理模块发出 预警信息 。 7.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 数据采集模块、 传输模块通过4G或5G网络连接至组塔施工现场或者运行单位电脑端的 数据接收模块、 分析处 理模块。 8.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 所述数据采集模块、 传输模块的工作方式为触发采样和 变频采样； 具体为： 当采集的拉 应力数据或压力数据低于阈值时， 传输模块的数据传输频率自动降低， 以达到装置工作与 功耗的平衡； 当采集的拉应力数据或压力数据高于阈值时， 传输模块自动触发工作于数据 高频传输模式， 数据采集模块自动触发工作于数据高频采样模式， 使采样频率能还原塔脚 板的真实状态， 并 并时预警。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115468596 A 29.根据权利要求1所述的一种基于地脚螺栓运行状态感知的智能预警系统， 其特征在 于： 在组塔施工未完成前的施工期间， 所述智能预警系统在塔脚板处只发装应变计， 不安装 压力传感器， 分析处理模块根据应变计的局部拉应力监测数据， 对施工过程出现的未安装 垫片、 螺帽紧 固不到位、 地脚螺 栓和螺帽不匹配的人为施工缺陷进行监测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115468596 A 3