[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

本發明公開了一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統，包括測量分析模塊和與之連接的風速風向傳感器、監控中心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；其中無線加速度傳感器安裝在輸電鐵塔15個關鍵位置，用于測量這些位置的振動加速度。實現了輸電線路鐵塔塔材變形實時監測，為輸電線路安全運行提供保障，減少了鐵塔運行的安全隱患。本發明還公開了輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法，首先進行系統的安裝和布置；然后數據采集及預處理，接著在監控中心中，對預處理得到的數據進行進一步的分析處理，根據得到的模態參數的變化情況，判斷鐵塔結構狀態是否正常。

技術領域

本發明專利屬于輸電線路在線監測與故障診斷領域，具體涉及一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統，本發明還涉及利用該輸電鐵塔塔材變形監測系統進行的監測方法。

背景技術

輸電線路桿塔承擔著支撐導線的重要作用，目前我國在110kV～750kV電壓等級輸電線路使用角鋼鐵塔或鋼管鐵塔。輸電鐵塔在野外運行，受冰凍雨雪天氣影響會受力異常，尤其是輸電線路覆冰，會造成輸電線路鐵塔橫擔部分塔材受力過大，甚至引起橫擔部分塔材嚴重變形。在山區、河灘等地區運行的輸電鐵塔，由于地質條件的原因，會發生塔腿沉降或地基移動等現象，嚴重時引起塔身偏下位置的塔材嚴重變形。不論是鋼管塔還是角鋼塔，塔材如果發生彈性變形，一般不會對結構健康造成影響，當彈性變形發展成塑性變形，則塔材有斷裂的風險。尤其是鐵塔主材斷裂，容易引起鐵塔倒塌事故。

塔材出現顯著變形時，鐵塔已經處于危險狀態，目前業內沒有針對鐵塔塔材變形的在線監測裝置，而人工巡檢一般為定期巡檢，不一定能及時發現故障。

發明內容

本發明的目的是提供一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統，實現了輸電線路鐵塔塔材變形實時監測，為輸電線路安全運行提供保障。

本發明所采用的技術方案是，一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測系統，包括測量分析模塊和與之連接的風速風向傳感器、監控中心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；其中無線加速度傳感器安裝在輸電鐵塔15個關鍵位置。

本發明的特點還在于，

測量分析模塊的結構，包括依次連接的采樣模塊、分析處理模塊和通信單元，采樣模塊、分析處理模塊和通信單元分別與電源模塊連接，電源模塊用于給采樣模塊、分析處理模塊、通信單元供電。

通信單元包括藍牙模塊和3G網絡模塊；加速度傳感器與分析處理模塊通過通信單元中的藍牙模塊連接，進行藍牙無線傳輸；監控中心與分析處理模塊之間通過通信單元中的3G網絡模塊進行數據傳輸。

分析處理模塊與通信單元中的藍牙模塊和3G網絡模塊均為雙向的數據傳輸關系。

本發明的另一目的是提供一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法。

本發明的另一技術方案是，一種輸電線路鐵塔塔材變形在線監測方法，具體按照以下步驟實施：

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。

本發明的特點還在于，

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，