[發明專利]一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201810311820.0
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108413921B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 趙隆;黃新波;田毅;朱永燦
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 王珂瑜

1.一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法，采用輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統，包括測量分析模塊(3)和與之連接的風速風向傳感器(2)、監控中心(4)以及設置在輸電鐵塔不同位置的若干路無線加速度傳感器(1)；其中所述的無線加速度傳感器(1)安裝在輸電鐵塔15個關鍵位置，用于測量這些位置的振動加速度；

所述的測量分析模塊(3)的結構，包括依次連接的采樣模塊(3-1)、分析處理模塊(3-2)和通信單元(3-3)，所述的采樣模塊(3-1)、分析處理模塊(3-2)和通信單元(3-3)分別與電源模塊(3-4)連接，所述的電源模塊(3-4)用于給采樣模塊(3-1)、分析處理模塊(3-2)、通信單元(3-3)供電；

所述的通信單元(3-3)包括藍牙模塊和3G網絡模塊；所述的加速度傳感器(1)與分析處理模塊(3-2)通過通信單元(3-3)中的藍牙模塊(3-3-1)連接，進行藍牙無線傳輸；所述的監控中心(4)與分析處理模塊(3-2)之間通過通信單元中的3G網絡模塊進行數據傳輸；

所述的風速風向傳感器(2)與采樣模塊(3-1)連接，所述的分析處理模塊(3-2)與通信單元中的藍牙模塊(3-3-1)和3G網絡模塊(3-3-2)均為雙向的數據傳輸關系；

其特征在于，具體按以下步驟實施：

步驟1，系統的安裝和布置；

步驟2，數據采集及預處理；

步驟3，在監控中心中，對步驟2中預處理得到的數據進行進一步的分析處理，

步驟4，根據步驟3中得到的模態參數的變化情況，判斷鐵塔結構狀態是否正常；

所述的步驟2具體為，

步驟2.1，若監控中心沒有發出“查看運行狀態”的指令，測量分析模塊每12小時向15個加速度傳感器下發采集命令，同時采集風速風向信息，持續20分鐘；若監控中心發出“查看運行狀態”的指令，測量分析模塊立即向15個加速度傳感器下發采集命令，同時采集風速風向信息，持續5分鐘；

步驟2.2，測量分析模塊對步驟2.1中采集到的數據進行預處理，然后將數據打包發送至監控中心；具體的處理步驟為：

首先，通過對步驟2.1中采集到的數據進行均值法濾除直流分量；

其次，通過最小二乘函數擬合，消除加速度信號出現的偏離基線的趨勢項，

式中表示第p個加速度傳感器第k個采樣點的趨勢項，a是系數，m為多項式的階次；

則得到第p個加速度傳感器第k個采樣點消除趨勢項的加速度x_p(k)：

其中，x_p(k)表示第p個加速度傳感器第k個采樣點去除趨勢項后的加速度，x′_p(k)表示第p個傳感器第k個采樣點測量加速度。

2.根據權利要求1所述的一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法，其特征在于，所述的步驟1具體為，

步驟1.1，通過傳統輸電線路檢修手段，確認鐵塔未發生任何變形；在輸電鐵塔4個塔腿安裝各安裝1個加速度傳感器，在塔身三分之二高的位置，4個縱向主材各安裝1個加速度傳感器，在塔頭下半部分外側4個主材各安裝1個加速度傳感器，在橫擔連接A、B、C三相絕緣子掛點的塔材個安裝1個加速度傳感器，

步驟1.2，在輸電鐵塔的橫擔安裝1個風速風向傳感器、1個測量分析模塊。

3.根據權利要求1所述的一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法，其特征在于，所述的步驟3具體為，

步驟3.1，監控中心測量分析模塊發送的數據進行解析；

步驟3.2，采用頻域分解法分析，得到鐵塔的模態參數。