【技术实现步骤摘要】
本申请涉及输电杆塔的，尤其是涉及一种输电杆塔健康监测方法及系统。
技术介绍
1、国内外输送电力的主要方法之一就是采用架空线路，输电杆塔是输电线路一个重要组成部分，至2022年，我国220kv以上输电线路长度超过84万公里。输电杆塔数量十分巨大，由于输电杆塔数量众多，电力行业建设中总投资的40%都用于输电杆塔建设；目前，城区内主要采用占地较小的管状输电杆，而在空间开阔的地方则采用桁架结构的输电塔，各类输电杆塔均使用大量螺栓连接件连接。
2、输电杆塔的设计及使用螺栓的质量、安装均有严格的技术规范，正常情况下工作可靠，但受气候条件突变的影响则可能出现结构破坏或倒塌的事故。
3、因此，针对上述相关技术，专利技术人认为输电杆塔在恶劣环境中易出现因螺栓松脱造成损坏的问题。
技术实现思路
1、为了便于监测输电杆塔螺栓的稳固性，本申请提供一种输电杆塔健康监测方法及系统。
2、本申请的专利技术目的一采用如下技术方案实现：
3、一种输电杆塔健康监测方法，包括：
4、获取目标输电杆塔的设计图纸，基于所述设计图纸创建杆塔力学分析模型，所述设计图纸包括各螺栓连接件的位置信息和性能参数；
5、获取目标输电杆塔所在区域的历史气象数据，基于历史气象数据计算最大风速影响数据和最大覆冰影响数据并添加至杆塔力学分析模型中；
6、基于杆塔力学分析模型进行有限元分析，分析各螺栓连接件的受力信息，基于各螺栓连接件的受力信息、性能参数和预设分级
7、基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息，所述采样计划信息包括测点标识信息和对应的传感器型号信息。
8、通过采用上述技术方案，根据待监测的目标输电杆塔的设计图纸创建力学分析模型，根据目标输电杆塔所在区域的历史气象数据，计算当地最大风速和覆冰情况对目标输电杆塔所能造成的影响，将最大风速影响数据和最大覆冰影响数据添加至杆塔力学分析模型中，便于后续评估目标输电杆塔在极端天气影响下的受力情况；对杆塔力学分析模型进行有限元分析，以便确定各螺栓连接件的受力信息，根据受力信息和螺栓连接件的性能信息，确定螺栓连接件的负荷情况并进一步确定负荷等级；根据各螺栓连接件的负荷等级和采样规则确定采样计划，从而提高了螺栓连接件监测点选择的科学性，便于监测输电杆塔螺栓的稳固性，进而实现了对输电杆塔的健康状态监测。
9、本申请在一较佳示例中：所述基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息的步骤之后，还包括：
10、获取实时气象数据，将气象数据加载至杆塔力学分析模型中，所述气象数据包括温度数据；
11、基于气象数据计算目标输电杆塔的力学性能数据，基于力学性能数据计算各预紧力报警阈值，以生成预紧力报警阈值组并标记至杆塔力学分析模型中；
12、获取各预紧力监测数据，以生成预紧力监测数据组，将预紧力监测数据组与预紧力报警阈值组进行匹配，基于超出预紧力报警阈值的预紧力监测数据生成目标输电杆塔的健康监测报告。
13、通过采用上述技术方案，由于在不同的气象环境中，输电杆塔的力学性能存在差异，例如，在不同的温度环境中，材料的强度较大差异，因此，获取实时气象信息并加载至杆塔力学分析模型中，以便基于气象数据计算目标输电杆塔的力学性能数据；根据实时气象情况计算各螺栓连接件的预紧力报警阈值，以生成预紧力报警阈值组，以便根据不同的气象环境对螺栓连接件的预紧力数据设置不同的报警阈值，将预紧力报警阈值组中的各项阈值标记至杆塔力学分析模型对应的螺栓连接件位置；获取各预紧力监测数据以生成预紧力监测数据组，将预紧力监测数据组与预紧力报警阈值组匹配，确定超出预紧力报警阈值的预紧力监测数据，以生成目标输电杆塔的健康监测报告，便于在不同的气象环境中监测螺栓预紧力，并在监测到螺栓预紧力异常时生成目标输电杆塔的健康监测报告。
14、本申请在一较佳示例中：所述气象数据还包括风速数据、风向数据和气压数据；所述获取各预紧力监测数据，以生成预紧力监测数据组的步骤之后，还包括：
15、基于气象数据计算风力负荷数据，基于风力负荷数据计算预紧力风力影响数据；
16、获取当前气象数据对应的预紧力标准数据组，基于预紧力监测数据组、预紧力标准数据组和预紧力风力影响数据，计算预紧力异常影响数据。
17、通过采用上述技术方案，基于气象数据中的风速、气压和风向数据，计算风力对目标输电杆塔的作用力，得到风力负荷数据，根据风力负荷数据计算当前风力对各螺栓连接件预紧力的影响，得到预紧力风力影响数据；根据当前气象数据和杆塔力学分析模型，确定当前气象环境对应的预紧力标准数据组，根据预紧力监测数据组、预紧力标准数据组和预紧力风力影响数据，计算出预紧力异常影响数据，以便判断当前目标输电杆塔是否存在其他导致预紧力监测数据异常的因素，例如覆冰、地基失稳等。
18、本申请在一较佳示例中：所述螺栓连接件的受力信息包括最大模拟预紧力数据，所述性能参数包括各螺栓连接件的许用预紧力；所述基于杆塔力学分析模型进行有限元分析，分析各螺栓连接件的受力信息，基于各螺栓连接件的受力信息、性能参数和预设分级规则，确定对应的负荷等级的步骤中，包括：
19、基于杆塔力学分析模型，加载最大风速影响数据和最大覆冰影响数据进行气象环境模拟，通过有限元分析确定各螺栓连接件所受的最大预紧力，生成最大模拟预紧力数据；
20、基于各螺栓连接件的最大模拟预紧力数据与许用预紧力的商，得到各螺栓连接件的预紧力模拟加载率；
21、将各螺栓连接件的预紧力模拟加载率与预设分级规则进行匹配，确定各螺栓连接件的负荷等级，所述分级规则包括各负荷等级对应的预紧力模拟加载率的上限值和下限值。
22、通过采用上述技术方案，基于杆塔力学分析模型，加载最大风速影响数据和最大覆冰影响数据作为气象环境模拟的条件，在杆塔力学分析模型中进行气象环境模拟，通过有限元分析，确定各螺栓连接件所受的最大预紧力作为最大模拟预紧力数据；从性能参数中确定各螺栓连接件的许用预紧力，计算最大模拟预紧力数据与许用预紧力的商为预紧力模拟加载率，以便根据不同类型螺栓连接件的实际性能参数确定各螺栓连接件所受到来自预紧力的负荷情况；基于各螺栓连接件的预紧力模拟加载率的数值，与预设分级规则进行匹配，从而确定各螺栓连接件的负荷等级，以便后续根据不同螺栓连接件的负荷等级制定采样计划。
23、本申请在一较佳示例中：所述基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息，所述采样计划信息包括测点标识信息和对应的传感器型号信息的步骤中，包括：
24、获取所有螺栓连接件的标识信息，将各螺栓连接件按照负荷等级划分采样组；
25、将各负荷等级与预设采样规则进行匹配，确定各负荷等级的采样率；
26、基于各采样组的采样率进行监测点的采样，确定各监测点螺栓连接件对应的测点标识信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息的步骤之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述气象数据还包括风速数据、风向数据和气压数据；所述获取各预紧力监测数据，以生成预紧力监测数据组的步骤之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述螺栓连接件的受力信息包括最大模拟预紧力数据，所述性能参数包括各螺栓连接件的许用预紧力；所述基于杆塔力学分析模型进行有限元分析，分析各螺栓连接件的受力信息，基于各螺栓连接件的受力信息、性能参数和预设分级规则，确定对应的负荷等级的步骤中，包括：
5.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息，所述采样计划信息包括测点标识信息和对应的传感器型号信息的步骤中，包括：
6.一种输电杆塔健康监测系统，其特征在于，包括：p>
7.根据权利要求6所述的一种输电杆塔健康监测系统，其特征在于，所述测力电路(3)包括：
8.根据权利要求6所述的一种输电杆塔健康监测系统，其特征在于：所述测力传感器(2)为螺母型传感器，待测螺栓连接件为双螺母结构连接，所述测力传感器(2)为双螺母结构的上螺母。
9.根据权利要求8所述的一种输电杆塔健康监测系统，其特征在于：所述双螺母结构的下螺母安装扭矩为100%标准扭矩，所述上螺母安装扭矩为50%标准扭矩。
10.根据权利要求6所述的一种输电杆塔健康监测系统，其特征在于：所述数据发射模块(4)为LORA发射模块，所述数据接收模块(5)为LORA接收模块。
...【技术特征摘要】
1.一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述基于各螺栓连接件的负荷等级和预设采样规则，确定采样计划信息的步骤之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述气象数据还包括风速数据、风向数据和气压数据；所述获取各预紧力监测数据，以生成预紧力监测数据组的步骤之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述螺栓连接件的受力信息包括最大模拟预紧力数据，所述性能参数包括各螺栓连接件的许用预紧力；所述基于杆塔力学分析模型进行有限元分析，分析各螺栓连接件的受力信息，基于各螺栓连接件的受力信息、性能参数和预设分级规则，确定对应的负荷等级的步骤中，包括：
5.根据权利要求1所述的一种输电杆塔健康监测方法，其特征在于：所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁松燕，
申请(专利权)人：广州穗泰岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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