【技术实现步骤摘要】
一种输电铁塔结构损伤在线监测系统及监测方法
本专利技术属于输电线路状态监测与诊断
,具体涉及一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,本专利技术还涉及利用该在线监测系统进行的监测方法。
技术介绍
在电力系统中,输电铁塔作为电力传输的重要组成部分,其安全运行是保证电能输送能力的重要因素。近年来随着超高压线路、特高压线路的不断推广,大跨越输电线路越来越多。但由于我国地形复杂,输电铁塔难免要经过河滩、沙漠、丘陵等复杂地形。输电铁塔塔易受风沙、雨水的侵蚀而造成结构损伤,再加之地震的发生其形变、倒塌事故时有发生,造成不可估量的损失。对于输电铁塔的监测,主要还是依靠人工巡线为主。而人工巡检,对于微小形变和裂纹很难做到及时发现,只有当发生重大事故或明显形变和裂纹时才能发现。这将降低运维人员的维护时间,同时也增加维护成本。对于那些无人职守的地区只有当事故发生时才能获悉。因此实现输电铁塔的结构损伤在线监测对于输电线路的安全运行具有重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,能够实现输电铁塔裂纹、形变等情况在线监测。本专利技术的技术方案是,一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,包括依次连接的控制器、主控单元和4G无线模块,控制器还连接有蓄电池和太阳能电池板;主控单元还依次与驱动模块、激励装置、电荷放大器和A/D模块连接,A/D模块也与主控单元连接;电荷放大器与加速度传感器连接,4G无线模块与监控中心连接。本专利技术的特点还在于,激励装置,包括壳体和设置在壳体内底部的高强磁铁,高强磁铁上部连接有高强度螺旋弹簧,高强度螺旋弹簧的另一端连接有一个电磁 ...
【技术保护点】
1.一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,其特征在于,包括依次连接的控制器(1‑3)、主控单元(1‑4)和4G无线模块(1‑5),所述的控制器(1‑3)还连接有蓄电池(1‑2)和太阳能电池板(1‑1);所述的主控单元(1‑4)还依次与驱动模块(1‑6)、激励装置(1‑8)、电荷放大器(1‑9)和A/D模块(1‑7)连接,所述的A/D模块(1‑7)也与主控单元(1‑4)连接;所述的电荷放大器(1‑9)与加速度传感器(1‑10)连接,所述的4G无线模块(1‑5)与监控中心(1‑11)连接。
【技术特征摘要】
1.一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,其特征在于,包括依次连接的控制器(1-3)、主控单元(1-4)和4G无线模块(1-5),所述的控制器(1-3)还连接有蓄电池(1-2)和太阳能电池板(1-1);所述的主控单元(1-4)还依次与驱动模块(1-6)、激励装置(1-8)、电荷放大器(1-9)和A/D模块(1-7)连接,所述的A/D模块(1-7)也与主控单元(1-4)连接;所述的电荷放大器(1-9)与加速度传感器(1-10)连接,所述的4G无线模块(1-5)与监控中心(1-11)连接。2.根据权利要求1所述的一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,其特征在于,所述的激励装置(1-8),包括壳体(2-5)和设置在壳体(2-5)内底部的高强磁铁(2-1),所述的高强磁铁(2-1)上部连接有高强度螺旋弹簧(2-2),高强度螺旋弹簧(2-2)的另一端连接有一个电磁铁(2-3),所述的电磁铁(2-3)下方有一个锤头(2-4),所述的锤头(2-4)通过连接杆(2-6)固定在电磁铁(2-3)的下部,且位于高强度螺旋弹簧(2-2)的中心线位置,所述的高强磁铁(2-1)中间与锤头对应的位置,为中空结构,锤头可在向下运动时穿出该空腔(2-7)。3.根据权利要求2所述的一种输电铁塔结构损伤在线监测系统,其特征在于,所述的锤头(2-4)通过导线连接电荷放电器(1-9),电磁铁(2-3)通过导线与驱动模块(1-6)连接。4.一种输电铁塔结构损伤在线监测方法,利用了权利要求1所述的输电铁塔结构损伤在线监测系统其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,建立待诊断输电铁塔的有限元模型,利用施加载荷仿真的方法得到输电铁塔结构的薄弱点和最佳激励位置;步骤2,按照步骤1所得到的输电铁塔结构的薄弱点和最佳激励位置分别加装加速传感器和激励装置;步骤3,对输电铁塔进行评估和模态分析,计算铁塔的固有频率矩阵ωi;步骤4,利用步骤3的方法,对状态完好的铁塔进行监测评估,得到正常结构下输电铁塔固有频率矩阵ω0;步骤5,利用步骤3中的方法,对持续的日常监测中得到的铁塔状态进行监测评估,得到铁塔的日常状态的固有频率矩阵ωi;步骤6,将日常状态的固有频率矩阵ωi和正常结构下输电铁塔固有频率矩阵ω0进行对比计算,判断铁塔的结构状态。5.根据权利要求4所述的输电铁塔结构损伤在线监测方法,其特征在于,所述的步骤3具体按照以下步骤实施:步骤3.1,通过主控单元1-4及驱动模块1-6控制激励装置1-8产生脉冲激励,使得输电铁塔发生振动,加速度传感器拾取此时的铁塔振动信息,并经过截止频率为50Hz的滤波电路,得到激励发生时的加速度信号;步骤3.2,对步骤3.1中得到的信号进行数据处理,得出铁塔的固有频率。6.根据权利要求5所述的输电铁塔结构损伤在线监测方法,其特征在于,所述的步骤3.2具体按照以下步骤实施:步骤3.2.1,利用步骤3.1中得到的脉冲激励信号和滤...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄新波,赵钰,赵隆,郑天堂,
申请(专利权)人:西安工程大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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