构建通信杆路防倒杆断线预警功能设想

　　下面文章构建了关于通信杆路防倒杆断线预警功能实现的设想。由于如今电信发展日新月异，目前通信线路等仍还有很多采用架空杆路方式，城市发展，人口集中，道路交通拥堵，通信架空杆路大部分都是十几年前建设，杆路设施老化，引发的安全隐患也是很大的，因此构建通信杆路防倒断线功能是十分必要的，可以避免给人们带来财产损失，也是避免引发安全事故。

　　关键词：通信杆路防倒杆,断线预警功能,设想

　　据统计：(1)普通三级地市全区有34000根左右水泥杆，普通三级地市区域每年因线路杆路意外倾倒，造成人员伤亡就达4~5起。(2)通常1根水泥杆倒塌从发现到调集队伍抢修、通信恢复大概需要1~2天时间。(3)估计每年损失300万元。

　　造成倒杆断线的原因：(1)自然因素的影响。如大风、雨雪、覆冰、河水暴涨、山洪暴发、山体滑坡，造成倒杆断线事故发生。(2)周围环境及外物的影响。路边的线路易受车撞、河道附近的线路易受冲刷，树林靠近线路，大风时倒落在线路上，造成倒杆断线事故。(3)人为造成。如人为开断杆线，电杆或地锚附近有人为开挖作业造成倒杆断线事故。(4)自身施工或材料质量的原因。先期施工时未按规范施工，杆路未达到标准的承载力，稍有外力影响就造成倒杆断线事故。(5)长期老化原因。如钢绞线长期在野外老化锈蚀，拉线水泥地锚砂化腐蚀，材料自身承载不了拉力。

　　针对以上原因，可采取一定的预防措施。(1)掌握季节和环境特点，做好相应的反事故措施。①防风：在风季到来之前，要加固拉线及电杆基础，清理线路周围杂物及附近的树木，以免树木倒落造成倒杆事故。②防汛：在汛期到来之前，对在河流附近冲刷以及附近挖土造成杆基不稳的电杆，要采取各种防止倒杆的措施。(2)加强线路巡视，确保线路健康运行。①定期巡视：按周期巡视，可随季节的变化适当增加巡视次数。②特殊巡视：当气候急剧变化(大风、暴雨、钢绞线覆冰等)，遇到自然灾害(地震、洪水、森林火灾等)，应增加巡视次数。③故障巡视：线路出现故障，应及时组织巡视检查处理。除了以上预防措施外，有没有其他的辅助手段帮助提前预防倒杆断线事故发生呢?

　　根据以上倒杆断线原因，有部分原因造成的倒杆断线前都会有一些先兆，杆路会先发生倾斜，到一定的临界值，电杆承受不了，才发生倒杆断线事故。如在杆路发生倾斜时能及时预警，通知维护人员，及时采取处理措施，避免倒杆断线事故的发生。

　　基于以上分析，有了以下预警功能实现的设想。

　　1原理及设想

　　通信杆路一般由电杆、钢绞线、支撑物、拉线、地锚、附挂光电缆等组成，施工完成后，由拉线地锚和终端电杆作为终端，收紧电杆内的钢绞线，形成杆路上方有一定承载力的钢绞线，一般收紧后的钢绞线拉力在1000~5000kg范围内。作为终端杆及拉线地锚，是整个杆路上钢绞线拉力固定的支撑终端，也是电杆钢绞线形成承载拉力的关键受力点。发生倒杆断线的情况种类。

　　(1)钢绞线拉力大于拉线地锚反向拉力时，拉线地锚上浮，终端杆发生内倾。到一定的临界值后，拉线地锚被拉出地面，杆路发生倒塌。

　　(2)拉线地锚拉力大于钢绞线反向拉力时，杆路上的钢绞线被拉断，造成钢绞线反弹，杆路倒塌，终端杆受拉线反向拉力，终端杆发生倾斜或倒塌。

　　(3)杆线受外力作用施压，发生侧倾，最终导致倒杆断线事故发生。按以上情况，无论发生何种情况倒杆断线，终端杆及拉线的拉力都会发生变化，终端杆角度基本都会发生倾斜。如果在终端杆与拉线上做水平支撑，在水平支撑上安装倾斜角预警仪，预警仪发生倾斜后通过移动通信及时将报警信号发送到监控平台，由平台监控人员通知维护人员到现场及时处理报警障碍。

　　2防倒杆断线预警系统组成

　　防倒杆断线预警系统由倾斜角传感器、远程传感采集器、系统监控平台、太阳能电池组供电系统组成。

　　2.1倾斜角传感器

　　该倾斜角传感器一款双轴倾角开关，可以监控平台前后左右4个方向的倾斜状态，当倾角值大于预设阀值时，发生开关量或高电平输出。报警阀值在出厂时进行标定，用户也可自行根据情况调整。产品采用铸铝外壳，黄铜镀镍护口，优质美标屏蔽线缆，质地坚固耐用，抗干扰能力强，防护等级达IP67，工作温度达到工业级别-40~+85℃，可常年在户外工业环境中使用。通信输出接口为RS232和RS485。

　　主要特性：(1)双轴倾角检测;(2)前后左右四路报警输出;(3)报警阀值可自由设定;(4)体积58mm×64mm×37mm(长宽高);(5)宽温工作-40~+85℃;(6)倾角测量精度0.5℃;(7)供电电压可选12VDC/24VDC;(8)工作电流40MA;(9)抗冲击3500G。2.2远程传感采集器HTE200一款通用传感采集器(见图2)，它可以利用倾斜角传感器输出通过RS485上联至该传感采集器，通过GPRS，WiFi，蓝牙等方式连接互联网，将倾斜角传感器相关数据上传至监控系统平台。

　　主要特性：(1)供电电压5~24V接口;(2)工作环境-30~+85℃(温度)，0%~98%(湿度，无凝结);(3)重量约160g;(4)外观尺寸120mm×114mm×25mm;(5)无线标准GPRS/WiFi6，工作频段为EGSM900/DCS1800双频;(7)移动运营商，支持联通/移动SIM卡(大卡)。

　　2.3系统平台

　　云端监测平台可定义远端倾斜角传感器为某一地点的数据采集点，上传数据中包含设备编号地址码，在平台系统软件中，将该点在地图上点位。这样远端倾斜角传感器报警后，监控人员可直接在地图上清晰地看到具体是何地点发生报警。系统与微信平台和短信平台连接后，还可以通过微信、短信方式将报警信号发送到该区域的维护人员手机上。

　　2.4太阳能电池组供电系统

　　按倾斜角传感器和远程传感采集器使用功率，太阳能板在极端天气不能正常充供电，蓄电池供电48h计算，采用太阳能板+控制器+蓄电池+逆变器组合。具体配置如下。①多晶太阳能电池板1片。②控制器1个。③蓄电池1个。④逆变器1个(按需配置)。

　　3投资造价及经济效益估算

　　3.1投资成本估算

　　(1)一次性投入(单点)：约2000元。①倾斜角传感器300元。②远程传感采集器900元。③太阳能电池组300元。④设备箱体及配套固定件300元。⑤安装费用200元。按全市2000个预警点计算，全市室外硬件共需投入400万元。(2)平台预警软件系统20万元。(3)每年维护及网络使用费用：按每点每月20元×12月×2000点=48万元。(4)蓄电池按3年报废计算：每块蓄电池100元×2000=20万元。按系统使用寿命15年计算，共需投入1240万元，平均年使用费用为82.7万元。

　　3.2经济效益

　　按三级地市每年损失300万元，安装预警系统后按可预防50%的倒杆断线事故估算，每年可避免损失约67万元。使用预警系统后，还可及时处理倒杆断线事故，缩短通信障碍历时。如因外力造成的倒杆断线事故，可第一时间通知相关人员，及时到达现场，了解事故发生的原因，掌握线索，为将来的损失索赔提供有力证据。

　　4倾斜角传感器预警系统优缺点

　　4.1优点

　　(1)通过调整倾斜角传感阀值来预警，信息较灵敏，预警比较准确，减少维护量。(2)远端传感器采集点，用太阳能电池组供电，网络数据为移动通信数据上传，有效减少了有线传输带来的距离远、敷设难度大、维护困难的问题。(3)造价较低，有现成的产品，不需要另外开发，只需要在原产品基础上做适当改造即可应用，成批量生产可进一步压缩成本，预计单点成本可减少30%~50%。(4)应用比较广泛，可用于其他行业的水平或垂直倾斜预警。

　　4.2缺点

　　(1)采用太阳能电池组供电，蓄电池寿命为2~3年，定期需更换。(2)因外力造成的倒杆断线无法提前预警，如交通事故等，无法完全避免倒杆断线事故，只能发生事故后及时报警，缩短处理障碍时间。(3)通过移动通信进行网络数据传输，有一定的通信费用，移动信号未覆盖的区域无法使用。(4)需配备一定的维护力量进行系统维护，产生维护成本。(5)设备都是安装在室外，有被盗风险。

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