本發(fā)明屬于通信鐵塔維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前通信鐵塔由維護(hù)人員人工進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)。若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔因防雷性能故障而存在大面積漏電，會(huì)造成不可估量的后果。盡管接地電阻檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成熟，但是還沒有出現(xiàn)將該技術(shù)與電磁輻射相結(jié)合主動(dòng)發(fā)現(xiàn)鐵塔防雷性能故障的技術(shù)方案，為此提出基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通信鐵塔防雷性能故障難以主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的問題，提出基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設(shè)備，傳感器采集鐵塔相關(guān)參數(shù)并通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設(shè)備，傳感設(shè)備的通信模塊與系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接收來自傳感設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)并保存所有系統(tǒng)日志，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)調(diào)取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)接收數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄進(jìn)行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)包括管理設(shè)備和客戶端，管理設(shè)備包括但不限于工作站、電腦等設(shè)施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網(wǎng)頁等形式；本系統(tǒng)的應(yīng)用人員包括但不限于管理人員和維護(hù)人員，其接口分別為管理設(shè)備和客戶端。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)依托上述應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)架構(gòu)，在通信鐵塔相應(yīng)位置安裝電磁輻射感應(yīng)器檢測(cè)電磁輻射數(shù)據(jù)，在鐵塔接地回路中安裝電流、電壓互感器檢測(cè)接地電阻，通過數(shù)據(jù)分析主動(dòng)發(fā)現(xiàn)通信鐵塔是否存在防雷性能故障。

本發(fā)明提出的基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)系統(tǒng)，包括識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置模塊、采集電磁輻射數(shù)據(jù)模塊、判斷電磁輻射值是否異常模塊、計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊。

1、識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置模塊：根據(jù)鐵塔所處的區(qū)域特點(diǎn)以及鐵塔的構(gòu)造，識(shí)別鐵塔的漏電檢測(cè)位置。

2、采集電磁輻射數(shù)據(jù)模塊：安裝在鐵塔漏電檢測(cè)位置處的電磁輻射感應(yīng)器定時(shí)檢測(cè)該位置的電磁輻射數(shù)據(jù)并傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

3、判斷電磁輻射值是否異常模塊：提取N個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)記為x₁～x_N，其中N是事先設(shè)置的正整數(shù)，取最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}，如果x≤M，其中M是事先設(shè)置的電磁輻射最大容許值，則系統(tǒng)判定此時(shí)電磁輻射正常，返回判斷電磁輻射值是否異常模塊；否則系統(tǒng)判斷此時(shí)電磁輻射值異常，進(jìn)入計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊。

4、計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊：系統(tǒng)激活鐵塔接地回路中的電壓互感器產(chǎn)生檢測(cè)電壓U并采集反饋電流I，計(jì)算接地電阻R＝α*(U/I)，其中α是事先設(shè)置的接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)；如果R>X且R≤Y，其中X和Y分別是事先設(shè)置的接地電阻正常范圍的最小門限值和最大門限值，則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回判斷電磁輻射值是否異常模塊，否則判定此時(shí)鐵塔存在防雷性能故障。

基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，如圖3所示。

本發(fā)明提出基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法，其實(shí)施基礎(chǔ)是系統(tǒng)已通過電磁輻射感應(yīng)器采集了電磁輻射數(shù)據(jù)。該方法按如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1、識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置并設(shè)置初始值。

根據(jù)鐵塔所處的區(qū)域特點(diǎn)以及鐵塔的構(gòu)造，識(shí)別鐵塔的漏電檢測(cè)位置；設(shè)置電磁輻射最大容許值M、正整數(shù)N、接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)α、接地電阻正常范圍的最小門限值X和最大門限值Y。

步驟2、提取電磁輻射數(shù)據(jù)并判斷電磁輻射值是否異常。

提取N個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)，記為x₁～x_N，取最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}，如果x≤M，則系統(tǒng)判斷此時(shí)電磁輻射正常，返回步驟2；若x>M，則系統(tǒng)判定此時(shí)電磁輻射值異常，進(jìn)入步驟3。

步驟3、計(jì)算接地電阻。

系統(tǒng)激活鐵塔接地回路中的電壓互感器產(chǎn)生檢測(cè)電壓U并采集反饋電流I，從而計(jì)算接地電阻R＝α*(U/I)。

步驟4、判斷鐵塔是否存在防雷性能故障。

如果R>X且R≤Y，則判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回步驟2；否則判定此時(shí)鐵塔存在防雷性能故障，檢測(cè)結(jié)束。

基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法的方法流程圖如圖4所示。

本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明通過電磁輻射檢測(cè)和接地電阻檢測(cè)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)通信鐵塔防雷性能檢測(cè)，能夠主動(dòng)檢測(cè)鐵塔防雷性能。

(2)實(shí)現(xiàn)了通信鐵塔防雷性能自動(dòng)檢測(cè)，避免人工檢測(cè)帶來的危害。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；

圖2是本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)景整體系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖4是本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。

本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設(shè)備，傳感器采集鐵塔相關(guān)參數(shù)并通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設(shè)備，傳感設(shè)備的通信模塊與系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接收來自傳感設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)并保存所有系統(tǒng)日志，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)調(diào)取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)接收數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄進(jìn)行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)包括管理設(shè)備和客戶端，管理設(shè)備包括但不限于工作站、電腦等設(shè)施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網(wǎng)頁等形式；本系統(tǒng)的應(yīng)用人員包括但不限于管理人員和維護(hù)人員，其接口分別為管理設(shè)備和客戶端。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)依托上述應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)架構(gòu)，在通信鐵塔相應(yīng)位置安裝電磁輻射感應(yīng)器檢測(cè)電磁輻射數(shù)據(jù)，在鐵塔接地回路中安裝電流電壓互感器檢測(cè)接地電阻，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)通信鐵塔是否存在防雷性能故障。

本例中對(duì)某鐵塔進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)改造從而實(shí)現(xiàn)鐵塔防雷性能檢測(cè)。本發(fā)明方法及系統(tǒng)實(shí)施例如下：

本發(fā)明提出的基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)系統(tǒng)，包括識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置模塊、采集電磁輻射數(shù)據(jù)模塊、判斷電磁輻射值是否異常模塊、計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊。

1、識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置模塊：根據(jù)鐵塔所處的區(qū)域特點(diǎn)以及鐵塔的構(gòu)造，識(shí)別鐵塔的漏電檢測(cè)位置。本實(shí)施例中鐵塔所處區(qū)域地勢(shì)較高、鐵塔構(gòu)造屬于角鋼塔，所以選取塔基以及塔基周圍半徑5m的圓形區(qū)域?yàn)殍F塔漏電監(jiān)測(cè)位置。

2、采集電磁輻射數(shù)據(jù)模塊：安裝在鐵塔漏電檢測(cè)位置處的電磁輻射感應(yīng)器定時(shí)檢測(cè)該位置的電磁輻射數(shù)據(jù)并傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

3、判斷電磁輻射值是否異常模塊：系統(tǒng)提取N個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)記為x₁～x_N，其中N是事先設(shè)置的正整數(shù)，取最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}，如果x≤M，其中M是事先設(shè)置的電磁輻射最大容許值，則系統(tǒng)判定此時(shí)電磁輻射正常，返回判斷電磁輻射值是否異常模塊；否則系統(tǒng)判斷此時(shí)電磁輻射值異常，進(jìn)入計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊。本實(shí)施例中，設(shè)置N＝5，電磁輻射最大值M＝0.5μT(特斯拉)，系統(tǒng)提取5個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)x₁～x₅分別為0.1、0.15、0.3、0.7、0.4(單位均為μT)，其中的最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}＝0.7>M＝0.5，系統(tǒng)判定此時(shí)電磁輻射值異常，進(jìn)入計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊。

4、計(jì)算接地電阻并判斷鐵塔是否存在防雷性能故障模塊：系統(tǒng)激活鐵塔接地回路中的電壓互感器產(chǎn)生檢測(cè)電壓U并采集反饋電流I，計(jì)算接地電阻R＝α*(U/I)，其中α是事先設(shè)置的接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)；如果R>X且R≤Y，其中X和Y分別是事先設(shè)置的接地電阻正常范圍的最小門限值和最大門限值，則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回判斷電磁輻射值是否異常模塊，否則判定此時(shí)鐵塔存在防雷性能故障。本實(shí)施例中，設(shè)置接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)α＝0.8、接地電阻正常范圍值0.5Ω～10Ω(歐姆)，電壓互感器產(chǎn)生檢測(cè)電壓10V，反饋電流為8A，則0.5Ω<R＝1Ω<10Ω，故系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回判斷電磁輻射值是否異常模塊。

本發(fā)明提出基于電磁輻射異常判斷的鐵塔防雷性能檢測(cè)方法，其實(shí)施基礎(chǔ)是系統(tǒng)已通過電磁輻射感應(yīng)器采集到了電磁輻射數(shù)據(jù)。該方法按如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1、識(shí)別鐵塔漏電檢測(cè)位置并設(shè)置初始值。

根據(jù)鐵塔所處的區(qū)域特點(diǎn)以及鐵塔的構(gòu)造，識(shí)別鐵塔的漏電檢測(cè)位置；設(shè)置電磁輻射最大容許值M、正整數(shù)N、接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)α、接地電阻正常范圍的最小門限值X和最大門限值Y。本實(shí)施例中鐵塔所處區(qū)域地勢(shì)較高、鐵塔構(gòu)造屬于角鋼塔，所以選取塔基以及塔基周圍半徑5m的圓形區(qū)域?yàn)殍F塔漏電監(jiān)測(cè)位置；設(shè)置設(shè)置電磁輻射最大值M＝0.5μT、正整數(shù)N＝5、接地電阻轉(zhuǎn)化系數(shù)α＝0.8、接地電阻正常范圍界限為0.5Ω～10Ω。

步驟2、提取電磁輻射數(shù)據(jù)并判斷電磁輻射值是否異常。

提取N個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)，記為x₁～x_N，取最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}，如果x≤M，則系統(tǒng)判斷此時(shí)電磁輻射正常，返回步驟2；若x>M，則系統(tǒng)判斷此時(shí)電磁輻射值異常，進(jìn)入步驟3。本實(shí)施例中，系統(tǒng)提取5個(gè)電磁輻射數(shù)據(jù)中的最大值x＝max{x₁,x₂,…,x_N}＝0.7>M＝0.5，系統(tǒng)判定此時(shí)電磁輻射值異常。

步驟3、計(jì)算接地電阻。

系統(tǒng)激活鐵塔接地回路中的電壓互感器產(chǎn)生檢測(cè)電壓U并采集反饋電流I，從而計(jì)算接地電阻R＝α*(U/I)。本實(shí)施例中，產(chǎn)生檢測(cè)電壓10V，反饋電流為8A，α＝0.8，則R＝1Ω。

步驟4、判斷鐵塔是否存在防雷性能故障

如果R>X且R≤Y，則判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回模塊2；否則判定此時(shí)鐵塔存在防雷性能故障。本實(shí)施例中，0.5Ω<R＝1Ω<10Ω，故系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔不存在防雷性能故障，返回步驟2。

當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。