[发明专利]高压输电导线疲劳监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械振动或超声波探测装置技术领域，尤其涉及一种高压输电导线疲劳监测系统。

背景技术

输电导线经绝缘子高压端接头金具固定，通过绝缘子串悬挂在铁塔上；输电铁塔是固定的，绝缘子串除稍有风摆外也基本是固定的；而长长的输电导线悬挂在空中受到风力等多方面因素影响，必然发生振动、摆动、舞动，这些动作都相对绝缘子高压端头固定点发生；相对地说，输电导线这种频率随机、幅度随机的振动都对该固定点进行，造成一种反复折弯的效果，尤其是上下振动，引起导线在固定点处反复弯折，日复一日、年复一年，输电导线承重的钢芯率先疲劳，接着就有断股、断线发生的可能。目前国内外普遍采用IEEE标准规定的相对振幅测量法来衡量微风振动危害程度。

悬臂梁电阻应变式传感器是目前采用最多的一种传感器，优点是结构简单，但电阻应变式传感器容易受环境影响，存在电桥平衡难、非线性误差大和易受电磁干扰以及不能长期稳定运行等问题，对测量结果和稳定性有很大影响；另外，电阻应变式传感器需要电源供电，造成测量装置体积过大，倒装法安装的悬臂梁电阻应变式传感器对导线振动测量造成一定误差，具有采集数据不准确，导线状态判断不准确的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压输电导线疲劳监测系统，所述系统通过导线疲劳预警装置能够实时监测输电线路的振动及超声回波情况，分析导线的疲劳情况，并给出告警信息，协助运行部门对输电线路进行有效的维护，避免由输电线路导线微风振动引起的导线断股事故。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高压输电导线疲劳监测系统，其特征在于：所述监测系统包括若干个安装在输电导线上的导线疲劳预警装置，用于通过振动加速度传感器和超声波损伤探测模块采集高压输电导线的疲劳程度；线路监测基站，位于高压输电铁塔附近，用于接收导线疲劳预警装置采集的导线疲劳数据，并将所述采集的数据经过融合、存储、管理后使用无线网络进行远距离传输；WEB服务器，用于接收线路监测基站无线输出的数据，并将该输出通过因特网进行发布；数据备份服务器，用于接收线路监测基站传输的数据并进行存储和备份；若干个Internet用户终端，通过Internet网络与WEB服务器进行数据交互，用于接收WEB服务器转送的监测数据，并对异常数据进行报警；用户基站，用于无线接收线路监测基站传输的数据并通过无线网络将数据进行发布；若干个移动用户终端，用于通过无线网络接收用户基站发送的监测数据，并对异常数据进行报警。

进一步优选的技术方案在于：所述导线疲劳预警装置包括三个振动加速度传感器、一个超声波损伤探测模块、信号调理模块、信号处理模块、供电模块以及无线传输模块，所述振动加速度传感器和超声波损伤探测模块与信号调理模块的输入端连接，振动加速度传感器固定在导线的不同方向上，用于检测导线在不同方向上的振动加速度，超声波损伤探测模块用于向导向发出超声波并采集导线的超声回波，信号调理模块用于将振动加速度传感器和超声波损伤探测模块采集的数据进行变换和处理并输出给信号处理模块；信号调理模块的信号输出端与信号处理模块的输入端连接，用于将接收到的导线振动加速度信息和导线超声回波信息进行处理，并将处理后的数据发送给无线传输模块；无线传输模块与信号处理模块双向连接，用于发送信号处理模块计算得出的导线疲劳状态信息以及接受远程终端下发给信号处理模块的操作命令；所述供电模块为振动加速度传感器、超声波损伤探测模块、信号调理模块、信号处理模块以及无线传输模块提供工作电源。

进一步优选的技术方案在于：所述预警装置还包括风速和风向传感器，通过信号调理模块与信号处理模块电连接，用于采集风速和风向信息。

进一步优选的技术方案在于：所述供电模块为太阳能供电模块或高压感应充电模块。

进一步优选的技术方案在于：所述太阳能供电模块包括太阳能电池、充放电控制器以及蓄电池，所述太阳能电池通过充放电控制器与蓄电池电连接，充放电控制器的电源输出端为所述太阳能供电模块的电源输出端，充放电控制器用于控制太阳能电池直接为所述预警装置提供电源和/或为蓄电池充电，以及控制蓄电池为所述预警装置提供电源。

进一步优选的技术方案在于：所述高压感应充电模块包括高压感应模块、充放电控制器以及蓄电池，所述高压感应模块通过充放电控制器与蓄电池电连接，充放电控制器的电源输出端为所述高压感应充电模块的电源输出端，充放电控制器用于控制高压感应模块直接为所述预警装置提供电源和/或为蓄电池充电，以及控制蓄电池为所述预警装置提供电源。