T-CI 1014-2025 杆塔物理安全监测技术规范

T/CI1014—2025杆塔物理安全监测技术规范TechnicalSpecificationforPhysicalSafetyMonitoringofTransmissionTowers前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国电力企业联合会归口管理。本文件起草单位：国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、中国电力科学研究院有限公司、国网电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、中国能源建设集团有限公司、中国电力工程顾问集团有限公司、华北电力大学、西安交通大学、北京电力工程公司、江苏神马电力股份有限公司、浙江金冠股份有限公司。本文件起草人：王继业、张启平、李立浧、孙雁斌、刘建明、周华、吴维农、李洪波、张磊、王磊、陈曦、赵文玉、李娟、刘军、张敏、杨超、周建辉、吴涛、马明、董伟杰。本文件于2025年12月23日发布，自2026年3月1日起实施。1范围本文件规定了输电、配电杆塔（以下简称“杆塔”）物理安全监测的总则、监测范围与内容、监测系统要求、监测方法与技术要求、数据管理、监测结果分析与应用、安全要求及运维管理。本文件适用于各类电压等级输电杆塔、配电杆塔的物理安全监测系统的设计、安装、调试、运行、维护及应用，涵盖杆塔本体、基础、附属设施及周边环境的物理安全监测，适用于电力运维单位、设计单位、施工单位、设备供应商及相关科研机构开展相关工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T22239—2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T3095—2013环境空气质量标准GB/T50061—201066kV及以下架空电力线路设计规范GB/T50233—2014110kV～750kV架空输电线路设计规范DL/T741—2019架空输电线路运行规程DL/T1002—2017架空输电线路状态检修规程DL/T1482—2015输电线路杆塔在线监测装置技术条件《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》《电力安全工作规程第1部分：电力线路》（国家能源局文件）3术语和定义3.1杆塔指用于支撑架空输电线路、配电线路导线和避雷线（光缆），并使导线、避雷线（光缆）与地面、建筑物、树木等保持安全距离的构筑物，包括直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔等各类杆塔。3.2杆塔物理安全监测指通过各类监测设备、传感器及数据处理技术，对杆塔本体结构、基础稳定性、附属设施状态及周边环境等影响杆塔安全运行的物理参数进行实时采集、分析、预警，及时发现安全隐患并指导处置的全过程。3.3杆塔倾斜指杆塔在水平方向发生的偏移，偏离其设计垂直轴线的角度或距离，是反映杆塔基础稳定性和本体结构完整性的重要指标。杆塔沉降指杆塔基础在垂直方向发生的位移，是衡量杆塔基础承载能力和稳定性的关键参数，分为均匀沉降和不均匀沉降。3.5杆塔振动指杆塔在风力、覆冰、导线张力变化等外部荷载作用下产生的往复运动，包括水平振动、垂直振动和扭转振动，过度振动会加速杆塔结构疲劳损坏。3.6监测系统指用于实现杆塔物理安全监测的整套设备和系统，包括传感器、数据采集单元、传输单元、数据处理单元、预警单元及终端展示单元等。3.7预警阈值指为判断杆塔物理安全状态设定的临界值，当监测参数超过该阈值时，系统发出相应等级的预警信息，提示运维人员采取处置措施。4总则4.1总体要求杆塔物理安全监测工作应遵循“全面覆盖、精准监测、实时预警、实用高效、安全可靠、动态迭代”的原则，确保监测数据真实准确、系统运行稳定，能够及时发现杆塔物理安全隐患，为杆塔安全运维提供科学支撑，符合国家及行业相关标准规范要求。监测系统应具备可扩展性、兼容性、易用性，能够适配不同类型、不同电压等级杆塔的监测需求，支持与现有电力运维系统、调度系统、监控系统的数据互通，便于后期升级优化。4.2应用目标4.2.1实现杆塔物理安全状态的实时监测和可视化管理，直观呈现杆塔本体、基础、附属设施及周边环境的安全状态，提升运维工作的直观性和高效性。4.2.2通过对监测数据的分析，预判杆塔物理安全风险，及时发出预警信息，提前采取防范措施，降低杆塔倒塔、倾斜、基础损坏等安全事故的发生率。4.2.3积累杆塔物理安全监测数据，分析杆塔老化、损坏规律，为杆塔检修、维护、升级改造提供数据支撑，优化运维方案，延长杆塔使用寿命。4.2.4提升杆塔安全运维的智能化水平，减少人工巡检工作量，降低运维成本，保障电力线路安全稳定运行。4.3适用环境监测系统的运行环境应满足以下要求：a)环境温度：-40℃～+85℃，特殊地区可根据实际情况调整，确保传感器和设备正常工作。b)相对湿度：≤95%（25℃时），无凝露，具备防潮湿、防腐蚀能力，适应户外恶劣环境。c)风速：≤60m/s，能够抵御强风、暴雨、暴雪、雷电等极端天气，确保设备结构稳定。d)电源环境：支持太阳能供电、蓄电池备用供电，确保监测设备持续稳定供电，供电中断时，备用电源续航时间不低于72小时。e)通信环境：具备稳定的通信信号，支持4G/5G、光纤、LoRa等多种通信方式，确保监测数据实时传输，传输时延不超过30s。5监测范围与内容5.1监测范围监测范围应覆盖杆塔全生命周期内影响其物理安全的各类要素，包括但不限于：a)杆塔本体：杆塔塔身、横担、绝缘子、金具、接地装置等结构部件。b)杆塔基础：杆塔基坑、基础承台、地脚螺栓、基础周围土体等。c)附属设施：杆塔标识牌、防雷装置、防鸟装置、攀爬装置等。d)周边环境：杆塔周边地形地貌、地质条件、植被生长情况、施工扰动、气象条件（风速、风向、覆冰、温度）等。5.2监测内容5.2.1杆塔本体监测a)倾斜监测：监测杆塔在水平方向的偏移角度和偏移距离，重点监测转角杆塔、终端杆塔、高杆塔及地质条件复杂区域杆塔的倾斜情况。b)振动监测：监测杆塔在外部荷载作用下的振动频率、振幅和加速度，分析振动对杆塔结构的影响，预防杆塔疲劳损坏。c)结构应力监测：监测杆塔塔身、横担、连接节点等关键部位的应力变化，及时发现结构开裂、变形等隐患。d)腐蚀监测：监测杆塔金属构件（塔身、金具、地脚螺栓）的腐蚀程度，重点监测沿海、化工园区、盐碱地等腐蚀环境下的杆塔腐蚀情况。e)绝缘子监测：监测绝缘子的泄漏电流、绝缘电阻，判断绝缘子老化、破损情况，预防闪络事故。5.2.2杆塔基础监测a)沉降监测：监测杆塔基础的垂直位移量，区分均匀沉降和不均匀沉降，分析基础沉降趋势，预防基础失稳。b)水平位移监测：监测杆塔基础在水平方向的位移，重点监测边坡、河滩、回填土等区域杆塔基础的水平位移情况。c)基础应力监测：监测基础承台、地脚螺栓的应力变化，判断基础承载能力是否满足要求。d)土壤参数监测：监测基础周围土壤的含水量、密实度、孔隙水压力等参数，分析土壤变化对基础稳定性的影响。5.2.3附属设施监测a)防雷装置监测：监测杆塔防雷装置的接地电阻、引下线连接情况，确保防雷装置正常工作，预防雷击事故。b)防鸟装置监测：监测防鸟装置的完整性和工作状态，及时发现防鸟装置损坏、脱落等情况。c)标识牌监测：监测杆塔标识牌的完整性、清晰度，确保标识信息准确可辨。5.2.4周边环境监测a)气象监测：监测杆塔周边的风速、风向、温度、湿度、降水、覆冰等气象参数，分析气象条件对杆塔安全的影响。b)植被监测：监测杆塔周边树木、灌木等植被的生长情况，判断植被与导线、杆塔的安全距离，预防植被触碰导线引发故障。c)施工扰动监测：监测杆塔周边施工活动（如挖掘、爆破、浇筑）对杆塔基础和本体的影响，及时发出预警。d)地质灾害监测：监测杆塔所在区域的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害隐患，预防地质灾害导致杆塔损坏。6监测系统要求6.1系统组成监测系统应至少包括传感器模块、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、预警模块及终端展示模块，各模块协同工作，实现杆塔物理安全的全流程监测。6.1.1传感器模块a)传感器类型应根据监测内容选择，包括倾斜传感器、振动传感器、应力传感器、腐蚀传感器、沉降传感器、位移传感器、气象传感器、土壤传感器等。b)传感器应具备高准确性、高稳定性、抗干扰能力强，适应户外恶劣环境，测量精度符合本文件相关要求，具备防水、防尘、防雷、抗腐蚀性能。c)传感器应支持数据实时采集，具备自检功能，能够及时发现传感器故障并反馈。6.1.2数据采集模块a)具备多通道数据采集能力，能够同时采集多种类型传感器的数据，采集频率可根据监测需求调整，常规监测采集频率不低于1次/10分钟，异常情况下可自动提高采集频率至1次/分钟。b)具备数据预处理功能，对采集的数据进行滤波、降噪、校准，确保数据准确性和完整性，避免无效数据、错误数据的传输。c)具备数据存储功能，可本地存储至少30天的监测数据，支持数据补传功能，当通信中断恢复后，能够将中断期间的监测数据补传至数据处理模块。6.1.3数据传输模块a)支持4G/5G、光纤、LoRa等多种通信方式，可根据杆塔所在区域的通信条件选择合适的传输方式，确保数据传输稳定、可靠。b)具备数据加密传输功能，采用加密算法对监测数据进行加密处理，防止数据泄露、篡改，确保数据安全。c)具备通信状态监测功能，能够实时监测通信链路的运行状态，当通信中断时，及时发出故障报警信息。6.1.4数据处理模块a)具备海量数据处理能力，能够对采集的监测数据进行分类、统计、分析，提取有价值的信息，判断杆塔物理安全状态。b)具备数据校准功能，能够根据现场实际情况，对监测数据进行校准，确保数据的准确性和可靠性。c)具备数据存储和管理功能，支持监测数据的长期存储，存储期限不少于3年，重要数据（如重大隐患数据、事故数据）应长期存储，确保可追溯。6.1.5预警模块a)具备多级预警功能，根据监测参数与预警阈值的偏离程度，分为一般预警、较重预警、严重预警三个等级，明确不同等级预警的处置流程和责任分工。b)具备多种预警方式，包括短信、声光报警、平台推送等，确保预警信息能够及时传递给运维人员。c)具备预警信息记录功能，记录预警发生的时间、地点、预警等级、监测参数、处置情况等，便于后续查询和分析。6.1.6终端展示模块a)具备可视化展示功能，通过图表、地图等形式，直观展示杆塔的位置、监测参数、安全状态、预警信息等。b)支持多终端访问，包括电脑端、手机端等，便于运维人员随时随地查看监测数据和预警信息。c)具备数据查询、统计、导出功能，支持按时间、杆塔编号、监测类型等条件查询监测数据，生成统计报表并导出。6.2系统性能要求6.2.1准确性：监测数据的测量误差应控制在±2%以内，核心监测参数（如倾斜角度、沉降量、应力）的测量误差应控制在±1%以内。6.2.2实时性：数据采集、传输、处理、预警的总时延不超过30s，异常情况下时延不超过10s，确保预警信息及时传递。6.2.3可靠性：系统年平均无故障运行时间不低于8760小时，故障修复时间不超过24小时，确保系统持续稳定运行。6.2.4扩展性：系统应具备良好的扩展性，支持新增监测点、新增监测类型、升级监测设备，适配杆塔运维业务的发展需求。6.2.5兼容性：系统应支持与现有电力运维系统、调度系统、监控系统的数据互通，采用标准化的数据接口，确保数据顺畅交换。7监测方法与技术要求7.1监测方法选择原则7.1.1适用性原则：根据监测内容、杆塔类型、环境条件选择合适的监测方法，确保监测方法能够满足监测需求，准确获取监测数据。7.1.2准确性原则：优先选择测量精度高、抗干扰能力强的监测方法，确保监测数据的真实性和可靠性。7.1.3经济性原则：在满足监测要求的前提下，选择成本合理、运维便捷的监测方法，降低监测成本。7.1.4安全性原则：监测方法和设备安装应符合电力安全工作规程，避免对杆塔安全运行和运维人员人身安全造成影响。7.2各类监测方法与技术要求7.2.1倾斜监测a)监测方法：采用倾斜传感器法、GPS定位法、全站仪测量法等，优先采用倾斜传感器法进行实时监测，全站仪测量法用于定期校准。b)技术要求：倾斜传感器的测量范围为±10°，测量精度不低于±0.01°，采样频率可根据需求调整；GPS定位法的定位精度不低于±5mm，全站仪测量法的测量精度不低于±1mm。c)安装要求：倾斜传感器应安装在杆塔塔身中部或顶部，确保传感器安装牢固、水平，避免受到外力干扰，安装位置应便于后期维护和校准。7.2.2沉降监测a)监测方法：采用沉降传感器法、水准仪测量法、GPS沉降监测法等，实时监测优先采用沉降传感器法，定期校准采用水准仪测量法。b)技术要求：沉降传感器的测量范围为0～500mm，测量精度不低于±0.1mm，采样频率不低于1次/10分钟；水准仪测量法的测量精度不低于±0.5mm。c)安装要求：沉降传感器应安装在杆塔基础承台或地脚螺栓处，确保传感器与基础紧密接触，避免松动，安装位置应避开积水、腐蚀区域。7.2.3振动监测a)监测方法：采用振动传感器法，通过安装加速度传感器、速度传感器，实时采集杆塔的振动参数。b)技术要求：振动传感器的测量范围为0～100m/s²，频率范围为0.1Hz～100Hz，测量精度不低于±1%，采样频率不低于10Hz。c)安装要求：振动传感器应安装在杆塔塔身顶部、横担等振动明显的部位，安装方向应与振动方向一致，确保传感器能够准确采集振动数据。7.2.4结构应力监测a)监测方法：采用应力传感器法、应变片法，通过在杆塔关键部位安装应力传感器或应变片，实时监测结构应力变化。b)技术要求：应力传感器的测量范围为0～500MPa，测量精度不低于±1%；应变片的测量精度不低于±1με，采样频率不低于1次/10分钟。c)安装要求：应力传感器和应变片应安装在杆塔塔身、横担、连接节点等关键受力部位，安装前应清理安装表面，确保安装牢固、接触良好，避免受到腐蚀和外力损伤。7.2.5腐蚀监测a)监测方法：采用腐蚀传感器法、电化学腐蚀监测法，实时监测杆塔金属构件的腐蚀程度。b)技术要求：腐蚀传感器的测量范围为0～10mm/a，测量精度不低于±0.01mm/a，采样频率不低于1次/天；电化学腐蚀监测法的测量精度不低于±0.001mA/cm²。c)安装要求：腐蚀传感器应安装在杆塔金属构件的关键部位，优先安装在易腐蚀区域（如底部、接头处），安装位置应便于观察和维护。7.2.6周边环境监测a)气象监测：采用气象传感器，实时采集风速、风向、温度、湿度、降水、覆冰等气象参数，气象传感器的测量精度应符合GB/T3095—2013的相关要求。b)植被监测：采用红外传感器、摄像头等设备，监测植被生长情况，测量植被与导线、杆塔的距离，测量精度不低于±10cm。c)施工扰动监测：采用振动传感器、位移传感器，监测施工活动对杆塔基础和本体的影响，振动传感器的测量精度不低于±1%，位移传感器的测量精度不低于±0.1mm。7.3监测频率要求7.3.1常规监测：各类监测参数的常规采集频率不低于1次/10分钟，气象参数、振动参数的采集频率不低于1次/5分钟。7.3.2异常监测：当监测参数接近预警阈值或出现异常变化时，自动提高采集频率至1次/分钟，持续监测参数变化趋势。7.3.3定期校准：各类传感器每半年开展一次校准，确保测量精度；监测系统每一年开展一次全面校准，检查系统性能和数据准确性。8数据管理8.1数据采集8.1.1采集范围：应采集杆塔物理安全监测的各类数据，包括传感器采集的原始数据、数据预处理后的有效数据、预警信息、设备运行状态数据、运维记录等。8.1.2采集要求：采集的数据应真实、准确、完整、及时，避免数据缺失、错误、延迟；采集过程应符合国家数据安全相关规定，确保数据采集的合法性和安全性。8.1.3数据格式：采集的数据应采用标准化的格式，便于数据的查询、分析和共享，原始数据和预处理数据应分别存储，保留数据溯源痕迹。8.2数据存储8.2.1存储设备：应选用高可靠性、高并发处理能力、大容量的存储设备，支持海量监测数据的存储和管理，确保数据存储的安全性和稳定性，具备异地备份功能。8.2.2存储期限：实时监测数据存储期限不少于6个月；历史监测数据、预警信息、运维记录等存储期限不少于3年；重要数据（如重大隐患数据、事故数据）应长期存储，确保可追溯。8.2.3存储安全：采用加密技术对存储数据进行加密保护，防止数据泄露、篡改、丢失；定期开展数据备份和恢复演练，确保数据在发生丢失、损坏时能够及时恢复。8.3数据处理8.3.1数据清洗：对采集的数据进行清洗，去除无效数据、错误数据、重复数据，补充缺失数据，确保数据的准确性和完整性。8.3.2数据转换：对不同格式、不同类型的数据进行转换，统一数据标准和格式，便于数据的整合和分析。8.3.3数据挖掘：利用数据挖掘技术，从海量监测数据中提取有价值的信息，分析杆塔物理安全状态变化趋势、隐患发生规律，为运维决策提供支撑。8.4数据共享与交换8.4.1建立数据共享机制，支持杆塔物理安全监测系统与现有电力运维系统、调度系统、监控系统、规划系统的数据共享和交换，实现数据互联互通。8.4.2数据共享和交换应遵循国家数据安全相关规定，明确数据共享范围、权限和流程，确保数据共享的安全性和合规性。8.4.3采用标准化的数据接口，确保不同系统之间的数据能够顺畅交换，提升数据的利用效率。9监测结果分析与应用9.1监测结果分析9.1.1常规分析：定期对监测数据进行统计、分析，对比监测参数与预警阈值的差异，判断杆塔物理安全状态，形成常规监测分析报告，每月至少开展一次常规分析。9.1.2异常分析：当监测参数出现异常变化或超过预警阈值时，及时开展异常分析，查找异常原因，判断隐患等级，分析隐患对杆塔安全的影响范围和程度，形成异常分析报告。9.1.3趋势分析：结合历史监测数据和实时监测数据，分析杆塔物理安全状态的变化趋势，预判隐患发展方向，为提前采取防范措施提供数据支撑，每季度至少开展一次趋势分析。9.2监测结果应用9.2.1预警处置：根据预警等级，及时采取相应的处置措施，一般预警由运维人员现场核查，较重预警启动专项检查，严重预警立即停止相关作业，采取应急处置措施，防止隐患扩大。9.2.2运维优化：根据监测结果和分析结论，优化杆塔运维方案，调整巡检周期、检修计划、维护重点，提高运维工作的针对性和高效性。9.2.3故障处置：当监测发现杆塔存在安全故障时，结合监测数据，分析故障原因，制定科学合理的故障处置预案，指导故障排查和修复，缩短故障处置时间。9.2.4规划设计：积累监测数据，分析不同类型、不同环境下杆塔的安全运行规律，为杆塔的规划设计、升级改造提供数据支撑，提升杆塔设计的科学性和合理性。9.2.5培训考核：利用监测数据和隐患案例，开展运维人员培训，提升运维人员的隐患识别能力和应急处置能力，将监测结果应用于运维人员的考核工作。9.3报告管理9.3.1常规监测报告：每月编制常规监测报告，内容包括监测概况、监测数据统计、安全状态分析、存在问题及改进建议等。9.3.2异常监测报告：当出现异常情况或预警信息时，及时编制异常监测报告，内容包括异常情况描述、异常原因分析、隐患等级评估、处置措施及效果等。9.3.3年度监测报告：每年编制年度监测报告，内容包括全年监测工作概况、监测数据汇总分析、杆塔安全状态总体评估、运维工作总结及下一年度工作建议等。9.3.4报告归档：所有监测报告应及时归档保存，保存期限不少于3年，便于后续查询和追溯。10安全要求10.1网络安全10.1.1杆塔物理安全监测系统应按照GB/T22239—2019的要求，落实网络安全等级保护相关措施，根据系统重要性，至少达到二级及以上网络安全等级保护要求。10.1.2部署防火墙、入侵检测系统、入侵防御系统等网络安全设备，建立网络边界访问控制策略，防范外部网络攻击、非法访问等安全风险。10.1.3采用加密技术，对数据传输、存储过程进行加密，确保数据的机密性和完整性；定期更新加密算法和密钥，提升加密安全性。10.1.4建立网络安全监测和预警机制，实时监测网络运行状态，及时发现和处置网络安全事件，定期开展网络安全检查和漏洞扫描。10.2数据安全10.2.1建立健全数据安全管理制度，明确数据安全责任，加强对数据采集、存储、处理、共享、销毁等全生命周期的安全管理，防范数据泄露、篡改、丢失等风险。10.2.2对敏感数据（如杆塔核心参数、监测数据、隐患信息）进行分级分类管理，设置访问权限，严格控制敏感数据的访问和使用；建立数据访问日志，记录数据访问情况，确保数据可追溯。10.2.3定期开展数据备份和恢复演练，建立数据备份机制，确保数据在发生丢失、损坏时能够及时恢复，数据备份应异地存储，提升数据安全性。10.2.4数据销毁应符合国家相关规定，对过期数据、无用数据进行安全销毁，防止数据泄露。10.3设备安全10.3.1监测设备应具备防水、防尘、防雷、抗腐蚀、抗干扰性能，适应户外恶劣环境，安装牢固，避免因外力、气象条件等因素导致设备损坏。10.3.2定期对监测设备进行检查和维护，及时发现设备故障、损坏、松动等情况，及时修复或更换，确保设备正常工作。10.3.3监测设备的电源系统应具备防雷、防短路、防过载功能，确保电源安全，避免因电源故障导致设备损坏或数据丢失。10.4人员安全10.4.1建立人员安全管理制度，对参与监测、运维等工作的人员进行安全培训和考核，提升人员的安全意识和专业能力，考核合格后方可上岗。10.4.2运维人员开展现场作业时，应严格遵守电力安全工作规程，佩戴安全防护用品，采取安全防护措施，避免高空坠落、触电等安全事故。10.