[發明專利]一種桿塔塔材全狀態監測分析方法

在審

• 申請號: 202011004444.4
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112556903A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 曹威海;金麗勇;寧尚元;王增君;劉洪亮
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網山東省電力公司淄博供電公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01D21/02;G06F30/20
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

一種桿塔塔材全狀態分析監測分析方法，包括：確定桿塔上的荷載包括永久荷載和可變荷載；然后再將桿塔塔材的形狀變化量轉化為瞬時應力值：構件瞬時應力值＝f(y)，所述f(y)具體表達式通過在實驗室進行反復試驗確定：以此得到桿塔全塔材的受力機械分析模型，最終直接計算出塔材的準確應力值、溫度值，通過對塔材構件型變進行即時的、快速的建模分析，得到塔材構件受到的即時應力值。本發明利用最新的光纖傳感技術，首次提出通過檢測桿塔塔材型變來得到精確的瞬時應力值，對應力值進行分析，準確判斷出各受力材的運行狀態，此種方法是基于準確的數據信息，可以對整個桿塔塔材進行精細化管理、準確化定位、預測式發展。

技術領域

本發明涉及一種桿塔塔材全狀態監測分析方法，屬于電力工業的技術領域。

背景技術

輸電桿塔是承載輸電線路的主要架構，要保證智能電網可靠穩定發展，就必須對輸電桿塔運行狀態進行必要的監測與分析，實時的掌握其關鍵受力材的狀態。目前，特高壓工程建設如火如荼，以特高壓電網為電網主要架構，實現長距離高效率輸電，是未來電網發展的必然趨勢，因此，對特高壓輸電線路的桿塔運行狀態進行精細準確的在線監測是必須的。另外，隨著電力工程設計市場化的深入，電力工程建設的成本控制越來越重要，如何精確地控制桿塔制造鋼材使用量，保證線路可靠運行的前提下，將經濟性控制到最優，是每個設計部門發展的關鍵因素。

近年來，堅強智能電網建設要求日益迫切，如何加快實現堅強智能電網，是我們面臨的重要課題。目前，信息技術、自動化技術、大數據技術高度發展，為電網智能化提供了良好的技術條件，電網系統各個科研部門都在以不同方式推動堅強智能電網向前發展。但是，我們要冷靜的看到，雖然電網在操作管理方面智能化一直在不斷提高，但是準確、全面、即時的輸電線路在線監測一直建立在傳統傳感器、傳統電源堆砌的基礎上，沒有技術本質方面的進步。

近來，電力系統投入大量人力物力，致力于建設可靠的輸電線路監測系統，可是在實際運行中，出現了一系列不利因素，導致在線監測技術很難繼續深入發展下去：

首先，普遍常規采用傳統傳感器，技術保守，所檢測到的都是定性的參數，精度低，無法實現全部數字化，無法滿足精細化智能管理的基本要求；

其次，在原有輸電裝置材料上，加設了眾多體積較大的附加設備，導致線路安全性降低，增加了運維人員的運維勞動強度，導致在線監測設備成了新的最需要監測的線路裝置，失去了原來的初衷；

再次，電源問題日益突出，常規的電源基本是光伏、風力或者兩者組合的電源，上述電源架設到桿塔上，長期受到外界條件影響，壽命較短，一般3年便發生損壞，不能正常安全可靠運行；

最后，現有整個設備投入大，各種在線監測設備的生產廠家水平高低不同，導致產品質量無法把控。

綜上，本申請開始研究其它類型的監測分析方法，試探性的通過光纖傳感技術對桿塔進行狀態監測。

分布式光纖傳感器是采用獨特的分布式光纖探測技術，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進行測量或監控的傳感器。它將傳感光纖沿場排布，可以同時獲得被測場的空間分布和隨時間的變化信息，對于許多工業應用有許多吸引力。