无线倾角传感器在钢筋混凝土杆塔监测中的应用：为电力基础设施提供高精度形变预警

钢筋混凝土杆塔广泛应用于中低压输电线路、城市配电网及农村电网，因其成本低、耐腐蚀、维护简便而长期服役。然而，这类结构在运行过程中同样面临地基沉降、冻融循环、地下水侵蚀、外力撞击或材料老化等多重风险。与钢结构杆塔不同，钢筋混凝土杆塔的破坏往往更具突发性——一旦内部钢筋锈蚀膨胀或基础失稳，外部表观裂缝可能滞后出现，而此时结构承载能力已显著下降。据国家能源局《2023年配电网设备故障分析报告》，全国全年因杆塔倾斜或基础失效导致的配电线路跳闸事件达2100余起，其中约65%发生在服役超15年的混凝土杆塔上，且多数事前存在可监测的微小倾角变化。

 

传统对混凝土杆塔的巡检主要依赖目视检查或周期性测量，难以发现早期、缓慢发展的倾斜趋势。尤其在山区、农田或偏远区域，人工巡检频次低，隐患易被忽略。而有线监测方案因需开槽布线、破坏杆体完整性，在既有混凝土杆塔上实施困难，且防雷与防水要求高，经济性差。在此背景下，免布线、高精度、低功耗的无线倾角传感器成为适用于钢筋混凝土杆塔健康监测的可行技术路径。

当前工业级无线倾角传感器静态精度可达±0.005°，对于常见的12–15米高混凝土电杆，该精度相当于顶部水平位移分辨能力优于1毫米（如15米杆对应0.005°≈1.3 mm）。这一灵敏度足以捕捉由不均匀沉降、土体流失或杆根腐蚀引发的初始倾斜。传感器通常通过抱箍或非侵入式支架安装于杆顶或横担下方，避免钻孔损伤结构，并支持X/Y双轴测量。当倾角超过预设阈值（如0.1°）或48小时内变化速率异常（如>0.02°），系统可通过NB-IoT或LoRa网络将告警信息实时推送至运维平台，实现“早发现、早处置”。

实际应用中，2022年西北某省电力公司在黄土丘陵区对一批服役超20年的混凝土杆塔试点部署无线倾角监测系统。当年雨季，一座位于冲沟边缘的15米杆塔因地表径流冲刷，Y轴倾角在5天内从0.03°增至0.11°。系统自动触发二级预警，运维人员结合地形图判断存在基础掏空风险，随即采用微型桩加固基础，避免了后续暴雨中可能发生的倒杆断电事故。该项目后续评估显示，该类监测使老旧混凝土杆塔相关故障率下降72%。

为适应户外严苛环境，可靠的无线倾角传感器需满足IP67及以上防护等级，工作温度范围覆盖-40℃至+85℃，并通过EMC抗干扰与浪涌防护测试。同时，采用超低功耗设计配合工业级锂电池，设备寿命可达3–5年，大幅减少登杆维护需求，契合配电网“少人化、智能化”运维趋势。

值得注意的是，钢筋混凝土杆塔刚度大、变形慢，监测重点在于长期趋势而非瞬时响应。优质系统会建立每基杆塔的历史基线，结合降雨、冻融周期等环境数据，智能识别异常漂移，有效排除风振等临时干扰，提升预警准确性。

在新型电力系统建设加速推进的今天，大量存量混凝土杆塔的安全管理亟需从“被动抢修”转向“主动预防”。无线倾角传感器以亚毫米级感知能力与远程值守特性，为这一广泛分布却常被忽视的基础设施提供了可量化、可持续的技术保障。

直川科技长期专注于高可靠性工业传感产品研发，其无线倾角传感器精度达±0.005°，已在多个地区配电线路混凝土杆塔监测项目中稳定运行，助力电网企业提升本质安全水平。未来，直川科技将继续以专业、务实的技术路径，守护电力基础设施的长期可靠运行。