2025山西采空區(qū)輸電線路桿塔傾斜智能監(jiān)測與精準調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)及應用1

山西地災

2

應用方案目錄contents 4

應用案例

3

應用成效u

山西是我國的能源大省，煤炭資源豐富，由此形成大范圍采空區(qū)。采空區(qū)地表易發(fā)生不均勻沉降，導致輸電桿塔基礎(chǔ)失穩(wěn)、發(fā)生沉降甚至倒塌，進而引發(fā)大面積停電，對社會經(jīng)濟和居民生活造成嚴重影響。u

山西電網(wǎng)作為國家重要綜合能源基地，重要外送通道多、外送電量大，年外送電量占全省發(fā)電量的

1/3，承擔著“西電東送”核心通道的重要角色。u超高壓輸電公司主要負責跨區(qū)電網(wǎng)交直流輸電線路、省內(nèi)500kV及以上交直流輸電線路的運維檢修和供電保障工作，對桿塔開展傾斜監(jiān)測，對保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要性和緊迫性。3

一、山西省地質(zhì)災情現(xiàn)狀3、巡檢模式被動，處置效率低a.現(xiàn)行巡檢方式偏重于事后處理

，

常在桿塔已發(fā)生明顯沉降時才發(fā)現(xiàn)

問題

，無法實現(xiàn)早期干預。b.導致后續(xù)應急搶修難度增大

，

故

障停運時間延長

，直接影響電網(wǎng)供

電可靠性。1、采空區(qū)地質(zhì)災情復雜，風險高a.采空區(qū)地層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定

，易發(fā)

生突發(fā)性地質(zhì)沉降。b.

山西省采空區(qū)面積約占全省

七分之一

，

分布廣泛

，

對輸電

桿塔安全構(gòu)成持續(xù)威脅。2、傳統(tǒng)測量手段存著局限性a.傳統(tǒng)人工測量受工具與經(jīng)驗限

制

，誤差大、

數(shù)據(jù)離散度高。b.桿塔傾斜儀雖可實現(xiàn)定期自動

監(jiān)測

，但功能單一

，

依賴固定周

期測量

，難以實時響應突發(fā)沉降。

一、輸電桿塔運維巡檢困境采空區(qū)輸電線路桿塔運維巡檢現(xiàn)狀痛點分析4

2

應用方案

目錄contents 4

應用案例

3

應用成效1

山西地災項目采用“一機四線”模式，構(gòu)建“感-傳-知-用-治”全鏈條智能化解

決方案。感知層：

一體化北斗高精度終端，實現(xiàn)實時毫米級數(shù)據(jù)采集。傳輸層：

4G/5G

+北斗短報文

雙模通信，保障無盲區(qū)傳輸。平臺層：

云端算法引擎，解算七參數(shù)，實現(xiàn)智能分析預警。應用層：

Web平臺、移動APP、

可視化大屏，提供決策支持。治理層：

數(shù)據(jù)驅(qū)動精準治理（頂

升、加固、復位等）。二、應用方案-整體方案采空區(qū)輸電線路桿塔傾斜智能監(jiān)測系統(tǒng)輸電可視化智能巡檢系統(tǒng)輸電可視化智能巡檢大屏北斗高精度監(jiān)測終端智能巡檢APP6 從“單點坐標”到“七參量態(tài)”的跨越u

傳統(tǒng)測量模式傳統(tǒng)人工測量依賴經(jīng)驗，現(xiàn)場環(huán)境復雜導致無點

位難以測量；傾斜傳感器雖可實現(xiàn)定期自動監(jiān)測，

但

功能單一，且依賴固定測量周期；單天線測量僅能輸

出單點三維坐標（X,Y,Z），無法全面反映非均勻沉降與結(jié)構(gòu)形變。u

一機四線模式在鐵塔四個塔腿上分別部署高精度北斗/GNSS接

收機，依托空間幾何算法與電力行業(yè)坐標體系（順線/

橫向），實時解算四個測點的相對高差(Δh）及水平

位移(Δx,Δy）

，首次實現(xiàn)鐵塔整體健康狀態(tài)的七個

關(guān)鍵參數(shù)同步輸出，包括：綜合傾斜、橫向傾斜、順

線傾斜、橫向偏移、順線偏移、高度變化與合位移。

二、

方案創(chuàng)新點（1）

-監(jiān)測機理創(chuàng)新傳統(tǒng)測量模式一機四線模式7

多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與智能診斷u

多傳感器協(xié)同并非簡單堆砌傳感器，而是實現(xiàn)了北斗/GNSS

（用于絕對位移與沉降）、傾角傳感器（用于高頻振

動與瞬時傾斜監(jiān)測）、應變計（用于塔材應力監(jiān)測）

的數(shù)據(jù)融合。u

自適應卡爾曼濾波的算法采用基于自適應卡爾曼濾波的算法，有效剔除衛(wèi)

星信號抖動、溫度變化等干擾因素，提升數(shù)據(jù)可靠性。并建立了基于機器學習的異常診斷模型，能通過歷史

數(shù)據(jù)學習，智能識別形變趨勢，對“緩慢沉降”和“突發(fā)險情”進行區(qū)分預警

，極大降低了誤報率。

二、

方案創(chuàng)新點（2）

-技術(shù)融合創(chuàng)新8u

全流程數(shù)字化系統(tǒng)不僅僅是一個監(jiān)測工具，更是一個運維管理平臺。它實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)自動采集

-

>無線傳輸

-

>平臺智能分析

-

>多級預警（短信/平臺）自動推送

-

>現(xiàn)

場精準治理

-

>治理效果數(shù)據(jù)驗證的完整閉環(huán)。u

推動模式變革將輸電線路運維從傳統(tǒng)的“定期人工巡檢、被動

響應故障”模式，徹底轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

“7×24小時實時監(jiān)測、主動預測預警、精準高效治理”的智能化模式，是電

網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在輸電領(lǐng)域的深度實踐。

二、

方案創(chuàng)新點（3）

-運維模型創(chuàng)新構(gòu)建“數(shù)字孿生驅(qū)動”的閉環(huán)智能運維體系9

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應用成效

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應用方案目錄contents 4

應用案例1

山西地災（2）

實現(xiàn)從“定性判斷

”到“定量分析

”的轉(zhuǎn)變系統(tǒng)提供水平位移±3mm、

高程±5mm的毫米級連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)

，

克服了傳統(tǒng)人工測量受工具與經(jīng)驗限制導致的誤差大、數(shù)據(jù)離散等問題

，

使桿塔狀態(tài)判斷更加客觀精準

，

支撐精細化運維管理。（1）實現(xiàn)從“人巡”到“智巡”的轉(zhuǎn)變系統(tǒng)上線后

，

桿塔巡檢頻次從傳統(tǒng)人工的每月1次大幅降低至每季度1次

，

特殊時期輔以無人機精細化巡檢

，

人工巡檢工作量下降超過50%。

解放的運維人力可投入到更重要的數(shù)據(jù)分析與故障診斷工作中。（3）實現(xiàn)從“事后應急”到“事前預警”的轉(zhuǎn)變系統(tǒng)全天候?qū)崟r監(jiān)測

，

系統(tǒng)平均預警

時間提前15天以上

，

為運維人員預留充足

時間制定預案、

調(diào)配物資、

安排停電檢修

，

變被動應急為計劃性維護

，

顯著減少故障停

電時間

，有效提升電網(wǎng)供電可靠性。

三、應用成效-三個實現(xiàn)輸電運維的數(shù)字化、智能化水平提升11

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應用案例

2

應用方案目錄contents

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應用成效1

山西地災該塔因井下采動導致最大傾斜率高達

16.6‰

（遠超

15‰的“危急”閾值）四腿間最大高差達

600mm。采用

“北斗四差分監(jiān)測”模式，精準捕捉四個塔腿的毫米級相對位移(Δh）和絕對沉降，系統(tǒng)通過七參數(shù)數(shù)據(jù)精準鎖定形變趨勢與嚴重程度，運維人員依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)制定“分級頂升、連梁加固”的精準治理方案，最終將傾斜率成功恢復至5‰以內(nèi)的安全水平，直接避免了一起可能發(fā)生的五級電網(wǎng)設(shè)備事件，確保了“西電東送”能源大動脈的安全穩(wěn)定運行。四、應用案例-采空區(qū)桿塔沉降與傾斜的實時精準監(jiān)測與預警對

1000kVZC線71#耐張塔的全程監(jiān)控與治理支持：通過長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，基于歷史數(shù)據(jù)趨勢分析功能，

結(jié)合“邊坡監(jiān)測”數(shù)據(jù)，

分析桿塔在采動影響下的形變規(guī)律和速度，

綜合判斷桿塔所在區(qū)域的整體穩(wěn)定性，評估其長期安全風險，實現(xiàn)從“單塔監(jiān)測”到“廊道風險評估”的升級，為線路的運行維護策略（與煤礦開采企業(yè)聯(lián)系，

獲取桿塔周邊采掘情況；基礎(chǔ)加連梁、地線替滑車、安裝拉線、加固主材等；扶正、更換塔材、打穩(wěn)定拉線、更換塔身、基礎(chǔ)復位、桿塔移位、弧垂調(diào)整等）

提供決策依據(jù)。四、應用案例-特高壓及重要輸電通道地質(zhì)災害風險的前瞻性評估對于穿越復雜地質(zhì)區(qū)域的特高壓線路、向重要負荷點供電的線路，系統(tǒng)可用于長期穩(wěn)定性評估 當桿塔發(fā)生傾斜需進行治理時，系統(tǒng)是“手術(shù)中的眼睛和標尺”在治理前，提供精確的傾斜數(shù)據(jù)和高差值，

指導方案制