输电线路微风振动在线监测系统技术方案

技术编号:12663594 阅读:109 留言:0更新日期:2016-01-07 01:05
本发明专利技术涉及一种输电线路微风振动在线监测系统,包括:微风振动监测装置、光纤链路、光信号设备;输电线路上设置有多个与微风振动监测装置一一对应的监测对象,微风振动监测装置装设于输电线路上与之对应的监测对象上。本发明专利技术通过采用装设在监测对象上的具有光纤光栅的微风振动监测装置接收光信号设备发送的第一光信号,并反射第二光信号;根据所述第一光信号和第二光信号,计算得到各个监测对象的振幅和频率,并最终得到所述输电线路的疲劳程度参数,根据该疲劳程度参数,能够准确地确定该输电线路的微风振动情况,增强了对输电线路微风振动在线监测的抗干扰能力,有效地提高了输电线路微风振动在线监测系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电线路安全控制
,特别是涉及一种输电线路微风振动在线 监测系统。
技术介绍
在架空输电线路上,常常发生微风振动、次档距振荡、舞动、脱冰跳跃、横向碰击、 电晕舞动和短路振动等多种类型的振动,在这些振动类型中,以"微风振动"的发生最为普 遍、最为频繁。架空输电线路的微风振动是指,当约〇. 5~10m/s的稳定风速横侧吹向输电 线路时,在输电线路的背风侧会产生上下交替的旋涡,引起上下交变的力作用于输电线路 上,使输电线路产生垂向振动。当旋涡出现频率与输电线路的固有频率一致时,会在谐振下 产生较大振幅的持续振动。微风振动的频率在3Hz~150Hz之间,最大振幅一般不大于架 空输电线路直径的1~2倍。振动的持续时间一般达数小时,有时可达数日不止。 微风振动是导致输电线路疲劳损伤的主要原因,微风振动引起输电线路疲劳断股 问题一直威胁着输电线路的安全运行。经过江河、湖泊、海峡、山谷等的大跨越,其档距大, 悬挂点高,跨越处地面平坦,江面开阔,水面的粗糙度小,容易形成均匀的层流风,以致于激 振风速范围广,稳流持续时间长,使风输给输电线路的振动能量大大增加,输电线路振动强 度远较普通档距严重,大跨越输电线路系统的振动基频低,临阶振型的频率十分接近,它总 是处于共振状态,加之大跨越在输电线路运行中的特殊重要地位,一旦发生振动疲劳断股, 将给电网安全运行带来严重危害,给国民经济造成重大损失,通常仅换线工程本身的损失 可高达数百万元。 现有的输电线路微风振动在线监测系统主要采用电子式传感器、微电子电路为基 础的处理器和无线传感器等设备,当这些设备安装到输电线路附近时,设备处于高电压、大 电流的强电磁场环境中,非常容易受到电磁干扰的影响。但由于电磁干扰干扰强烈、传播路 径复杂,当输电线路附近发生强电磁辐射、雷电冲击、高频噪声和谐波干扰等情况时,系统 可靠性下降,轻则产生误动作,重则系统"死机",无法准确地监测输电线路受微风振动的影 响情况。
技术实现思路
基于此,有必要针对上述现有的输电线路微风振动在线监测系统容易受到电磁干 扰的技术问题,提供一种输电线路微风振动在线监测系统。 一种输电线路微风振动在线监测系统,包括:微风振动监测装置、光纤链路、光信 号设备; 所述微风振动监测装置装设于输电线路上,所述输电线路上设置有多个与微风振 动监测装置一一对应的监测对象,所述微风振动监测装置安装于相对应的所述监测对象 上;所述输电线路上的各个微风振动监测装置中的光纤光栅通过所述光纤链路串联连接在 一起,并连接所述光信号设备; 所述光信号设备通过所述光纤链路向所述微风振动监测装置发射第一光信号,并 接收所述微风振动监测装置反射的第二光信号;所述微风振动监测装置根据所述第二光信 号和所述第一光信号,计算所述监测对象的振幅和频率,并根据所述监测对象的振幅和频 率,得到所述输电线路因微风振动导致的疲劳程度参数,根据所述疲劳程度参数确定输电 线路的微风振动状态。 上述输电线路微风振动在线监测系统,通过采用装设在监测对象上的具有光纤光 栅的微风振动监测装置接收光信号设备发送的第一光信号,并反射第二光信号;根据所述 第一光信号和第二光信号,计算得到各个监测对象的振幅和频率,并最终得到所述输电线 路的疲劳程度参数,根据该疲劳程度参数,能够准确地确定该输电线路的微风振动情况,增 强了对输电线路微风振动在线监测的抗干扰能力,有效地提高了输电线路微风振动在线监 测系统可靠性,便于实时准确地监测输电线路受微风振动影响的疲劳情况。【附图说明】 图1为本专利技术的一个实施例的输电线路微风振动在线监测系统的结构示意图; 图2为本专利技术的另一个实施例的输电线路微风振动在线监测系统的微风振动监 测装置的结构示意图; 图3为应用本专利技术的另一个实施例的输电线路微风振动在线监测系统对某输电 线路大跨越工程进行微风振动在线监测的工程跨越塔的结构示意图; 图4为应用本专利技术的另一个实施例的输电线路微风振动在线监测方法对对某输 电线路大跨越工程进行输电线路微风振动的在线监测的微风振动监测装置的布置情况。【具体实施方式】 为了更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及取得的效果,下面结合附图及较佳 实施例,对本专利技术的技术方案,进行清楚和完整的描述。 如图1所示,图1为本专利技术的一个实施例的输电线路微风振动在线监测系统的结 构示意图。 一种输电线路微风振动在线监测系统,包括:微风振动监测装置300、光纤链路 400、光信号设备500 ; 所述微风振动监测装置300装设于输电线路100上,所述输电线路100上设置有 多个与微风振动监测装置300 -一对应的监测对象200,所述微风振动监测装置300安装于 相对应的所述监测对象200上;所述输电线路100上的各个微风振动监测装置300中的光 纤光栅通过所述光纤链路400串联连接在一起,并连接所述光信号设备500 ; 所述光信号设备500通过所述光纤链路500向所述微风振动监测装置300发射第 一光信号,并接收所述微风振动监测装置300反射的第二光信号;所述微风振动监测装置 300根据所述第二光信号和所述第一光信号,计算所述监测对象200的振幅和频率,并根据 所述监测对象200的振幅和频率,得到所述输电线路100因微风振动导致的疲劳程度参数, 根据所述疲劳程度参数确定输电线路100的微风振动状态。 上述输电线路微风振动在线监测系统,通过采用装设在监测对象上的具有光纤光 栅的微风振动监测装置接收光信号设备发送的第一光信号,并反射第二光信号;根据所述 第一光信号和第二光信号,计算得到各个监测对象的振幅和频率,并最终得到所述输电线 路的疲劳程度参数,根据该疲劳程度参数,能够准确地确定该输电线路的微风振动情况,增 强了对输电线路微风振动在线监测的抗干扰能力,有效地提高了输电线路微风振动在线监 测系统可靠性,便于实时准确地监测输电线路受微风振动影响的疲劳情况。 在其中一个实施例中,本专利技术的输电线路在线监测系统中的光信号设备500发射 的第一光信号包括多个具有不同中心波长的第一光波;所述第一光信号中包括的第一光波 的数量与所述第一光信号所监测的输电线路1〇〇上的微风振动监测装置300的数量一致, 所述第一光信号中包括的各个第一光波与所述第一光信号所监测的输电线路1〇〇上的各 个微风振动监测装置300中的光纤光栅一一对应,所述第一光波的中心波长与所述第一光 波对应的光纤光栅的布拉格波长一致;所述第一光波用于监测其所对应的光纤光栅的形变 量。 在其中一个实施例中,本专利技术的输电线路在线监测系统中的光信号设备500包括 信号发生器和信号接收器; 所述信号发生器每间隔一预设时间段向一光纤链路400发射第一光信号,所述信 号接收器每间隔所述预设时间段接收所述光纤链路400传回的第二光信号; 其中,所述光纤链路400包括串联的多个子光纤链路,所述多个子光纤链路与多 条输电线路一一对应,且每个子光纤链路将其对应的输电线路100上的各个微风振动监测 装置300中的光纤光栅串联连接在一起,所述第二光信号包括多个第二光波。例如,有多个输电线路L。,L1,Iv"LM,每个输电线路上设有FBG1,FBG2,…FBG3^ 微风振动监测装置(每个输电线路本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种输电线路微风振动在线监测系统,其特征在于,包括:微风振动监测装置、光纤链路、光信号设备;所述微风振动监测装置装设于输电线路上,所述输电线路上设置有多个与微风振动监测装置一一对应的监测对象,所述微风振动监测装置安装于相对应的所述监测对象上;所述输电线路上的各个微风振动监测装置中的光纤光栅通过所述光纤链路串联连接在一起,并连接所述光信号设备;所述光信号设备通过所述光纤链路向所述微风振动监测装置发射第一光信号,并接收所述微风振动监测装置反射的第二光信号;所述微风振动监测装置根据所述第二光信号和所述第一光信号,计算所述监测对象的振幅和频率,并根据所述监测对象的振幅和频率,得到所述输电线路因微风振动导致的疲劳程度参数;其中,所述疲劳程度参数用于确定输电线路的微风振动状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张鸣何红太裴冠荣詹清华何通李恒真王成华陈道品屈勇朱文滔刘高张俊刘宝强张虎
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司佛山供电局北京国网富达科技发展有限责任公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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