[发明专利]一种雷击下的输电杆塔状态监测与评估方法

权利要求书

1.一种雷击下的输电杆塔状态监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、建立输电杆塔的状态监测装置，该状态监测装置包括上位机(1)、无线接收模块(2)、雷击电压信号采集器(3)、分压器(4)、同轴电缆线(42)、电缆引线(41)、接地引下线(43)绝缘支撑杆1(411)、绝缘支撑杆2(711)、接地子模块(5)、雷电冲击模拟装置(6)、编织铜带(7)、无线电流采集器(8)、同塔双回输电杆塔(9)、接地铜板(10)；

所述雷电冲击模拟装置(6)的输出端通过编织铜带(7)连接至同塔双回输电杆塔(9)的顶端，且无线电流采集器(8)套接在编织铜带(7)上；

所述分压器(4)的输出端通过同轴电缆线(42)与雷击电压信号采集器(3)相连，分压器(4)的输入端经电缆引线(41)与同塔双回输电杆塔(9)的顶端相连，分压器(4)的接地端子通过接地引下线(43)与接地子模块(5)相连；

所述无线接收模块(2)接收无线电流采集器(8)采集的雷电流信号；

所述上位机(1)同时与无线接收模块(2)、雷击电压信号采集器(3)相连，接收并分析无线接收模块(2)接收的雷电流信号以及雷击电压信号采集器(3)采集的雷电压信号；

所述电缆引线(41)分两段布置，节点1(412)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分为水平布置，与接地铜板(10)平行；节点1(412)至分压器(4)之间的部分为垂直布置，与接地铜板(10)垂直；

所述编织铜带(7)分两段布置，节点2(712)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分为水平布置，与接地铜板(10)平行，且与电缆引线(41)的水平布置部分垂直；节点2(712)至雷电冲击模拟装置(6)之间的部分为垂直布置，与接地铜板(10)垂直；

所述绝缘支撑杆1(411)用于支撑节点1(412)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分电缆引线(41)；所述绝缘支撑杆2(711)用于支撑节点2(712)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分编织铜带(7)；

所述同塔双回输电杆塔(9)放置在接地铜板(10)上；

第二步、模拟雷击输电杆塔，并进行状态监测：

雷电冲击模拟装置(6)输出雷电流信号，分压器(4)采集同塔双回输电杆塔(9)的顶端电压并传输至雷击电压信号采集器(3)；无线电流采集器(8)采集雷电流信号并无线传输至无线接收模块(2)；最终上位机接收无线接收模块(2)接收的雷电流信号以及雷击电压信号采集器(3)采集的雷电压信号；

第三步、进行输电杆塔的状态评价因子计算，由下式计算出杆塔的一级状态评价因子：

式(1)中，U(t)为采集的雷电压信号，I(t)为采集的雷电流信号，为U(t)与I(t)比值的绝对值的最大值，t为时间变量；e为自然对数的底数；D为同塔双回输电杆塔(9)的下跟开，H为同塔双回输电杆塔(9)的高度，r₁为同塔双回输电杆塔(9)的顶部宽度的一半，r₂为同塔双回输电杆塔(9)的中部宽度的一半，h₁为同塔双回输电杆塔(9)顶部至中部的垂直距离，h₂为同塔双回输电杆塔(9)中部至接地铜板(10)的垂直距离；w₁为二级评价权重因子1，w₂为二级评价权重因子2，E_val为杆塔的一级状态评价因子；

第四步、对输电杆塔进行状态评估：

若E_val∈(0,1.6487)∪(7.389,+∞)，则判定杆塔为存在严重故障；若E_val∈[1.6487,2.459]∪[3,7.389]，则判定杆塔存在轻微故障；若E_val∈(2.459,3)，则杆塔为正常状态。