[發(fā)明專利]一種用于分裂導線的振動監(jiān)測系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103196542A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 姬昆鵬;芮曉明;李林;夏瑩沛;任治政;楊磊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及高壓架空輸電線路在線監(jiān)測技術領域，特別是涉及一種用于分裂導線的振動監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術

暴露在自然條件下的架空輸電線路在風載荷和覆冰(雪)載荷作用下，主要承受五種形式的振動：舞動，微風振動，次檔距振蕩（也稱尾流馳振），抖振，和脫冰（雪）跳躍。這些振動類型均表現為導線橫向（水平或垂直）方向的振動。其中舞動是三自由度的振動：水平方向、垂直方向和沿導線軸向的扭轉振動。脫冰跳躍，除表現為導線垂直方向的大幅振動外，也會伴隨水平方向的微幅振動；同時，對分裂導線而言，因各子導線覆冰量不同，或者各子導線不同期脫冰，會導致導線束的整體扭轉振動。目前對分裂導線的振動監(jiān)測存在如下問題：

（1）導線的舞動和脫冰跳躍都是三自由度振動，但是目前各種監(jiān)測技術都未能實現對導線束整體或單根子導線扭轉振動的監(jiān)測；這限制了對現有舞動和脫冰跳躍三自由度理論模型的充分驗證，以及對相應災害的及時準確預警。

（2）分裂導線束扭轉剛度是分裂導線各類動態(tài)特性研究中必不可少的參數，但因其隨檔端鏈接方式，分裂導線構型，子導線間隔棒在檔內布置方式，測量點距檔端距離，以及覆冰條件等因素的變化而呈現出強烈的非線性，使得目前各種分裂導線束扭轉剛度的理論分析模型的適用性都受到了局限。因此，有必要對扭轉剛度開展長期監(jiān)測，以積累運行數據，驗證或改進扭轉剛度的理論模型。但是目前尚未見有對線路扭轉剛度進行實時監(jiān)測的技術和方案。

（3）現有監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對單導線設計的，鮮有適用于分裂導線的動態(tài)特性監(jiān)測系統(tǒng)。因為分裂導線子導線根數各異（常見的有二，三，四，六或八根等），常規(guī)傳感器難以監(jiān)測導線束整體運動，且對傳感器在導線束或子導線上的布置方案也缺乏研究。現有單導線的監(jiān)測方案大體分為兩類：一類是將傳感器布置在絕緣子與桿塔之間，或導線與絕緣子之間，或固定在靠近桿塔的導線端，該類方案可以對覆冰產生的靜載荷實現有效監(jiān)測，但難以評估導線振動真實振幅和波形，無法有效用于舞動和脫冰跳躍的動態(tài)監(jiān)測；另一類方案是，在每一檔導線上布置多個加速度和位移傳感器監(jiān)測舞動參數并擬合舞動軌跡的方案，且只能適用于單導線監(jiān)測，并因相當于在該檔導線上附加了多個集中質量，會顯著改變該檔導線的固有性質，影響監(jiān)測結果。

（4）現有舞動監(jiān)測方案中，視頻監(jiān)測只能實現對舞動的定性監(jiān)測，難以進行定量分析；此外，現有技術多使用電量傳感器，易受輸電線路強電磁環(huán)境的干擾，且傳感器及其信號傳輸的所需的穩(wěn)定的現場電源不易獲得（如采用太陽能電池板供電，遇到持續(xù)陰雨天無法正常工作）。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種用于分裂導線的振動監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

一種用于分裂導線的振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括：分裂導線振動監(jiān)測裝置，光纖，光纖復合架空地線、光纖光柵解調儀和計算機系統(tǒng)；其特征在于：所述分裂導線振動監(jiān)測裝置包括：一分裂導線間隔棒骨架；一凸輪軸，所述凸輪軸通過軸承與所述間隔棒骨架中心孔的中段連接，所述凸輪軸一端連接一重物；第一光纖光柵傳感單元，固定在所述間隔棒骨架中心孔前段內壁上，所述第一光纖光柵傳感單元的觸頭與凸輪軸凸輪外壁接觸；壓蓋，所述壓蓋通過螺栓固定在所述間隔棒骨架伸出部分上，且與所述間隔棒骨架的伸出部分構成內孔，所述內孔的前段輪廓為凸輪槽；金屬套筒，橡膠套環(huán)，所述金屬套筒通過所述橡膠套環(huán)與子導線實現軟接觸，并通過螺栓固定，所述金屬套筒設置于所述內孔中，子導線相對于所述間隔棒骨架中心孔的軸心中心對稱設置；第二光纖光柵傳感單元，螺栓固定于金屬套筒上，所述第二光纖光柵傳感單元的觸頭與所述內孔前段凸輪槽內壁接觸；所述金屬套筒的外壁上設有球形凹坑，所述球形凹坑內放置鋼球，實現與所述內孔中段內壁的接觸，從而保證所述壓蓋和所述間隔棒骨架與所述金屬套筒和所述子導線的相對轉動，并將整個分裂導線振動監(jiān)測裝置固定在所述子導線上；端蓋，通過螺栓固定在所述間隔棒骨架中心的端面；端蓋，通過螺栓固定在所述間隔棒骨架伸出壁和壓蓋端面。

優(yōu)選地，所述重物為球形重錘。

優(yōu)選地，所述金屬套筒由上下對稱的兩部分螺栓連接而成。

優(yōu)選地，所述分裂導線振動監(jiān)測裝置還包括導線束水平和垂直方向振動監(jiān)測裝置，所述水平和垂直方向振動監(jiān)測裝置通過螺栓與凸輪軸的另一端連接，其包括一正方體形的外殼、一正方體形的質量塊、兩個彈簧及四個光纖光柵傳感器，其中所述外殼由上殼體和下殼體組成，所述兩個彈簧的一端分別連接所述質量塊的左右側面，另一端分別連接外殼的左右兩內側面，所述四個光纖光柵傳感器分別安裝在質量塊的上下前后四個面。