[发明专利]一种杆塔应力形变及风响应研究装置及方法

说明书

本发明公开了一种杆塔应力形变及风响应研究装置及方法，其中装置包括设备盒，设备盒分别设置在若干个铁塔上，设备盒上设置有供电组件，设备盒内设置有信号处理组件，供电组件与信号处理组件电连接，信号处理组件与监控中心通讯连接，监控中心与移动终端通讯连接；铁塔上布置有若干个用于监测铁塔不同部位应力变化的光纤光栅应力传感器，铁塔上还布置有用于结合不同部位应力变化综合判断铁塔状态的辅助监测组件。通过在铁塔关键部位布置光纤光栅应力传感器实时监测应力变化值，同时各项数据实时传输至监控中心，根据当前铁塔模型以及运行参数进行铁塔运行状况分析，从而高效准确实现铁塔安全状态的实时监测。

技术领域

本发明涉及输电线路杆塔状态监测技术领域，特别是涉及一种杆塔应力形变及风响应研究装置及方法。

背景技术

输电线路既是电网系统极其关键的设施，也是电网安全可靠运行的大动脉，其中输电铁塔对导、地线起着重要的支撑作用，铁塔的安全是电网可靠运行的基础。然而，随着电网规模的增大，线路电压等级的提升，电网的运行工况也会随之变得更加复杂，输电铁塔经常运行在覆冰、风载、导线舞动等恶劣条件下，极易造成铁塔塔身倾斜、塔基下沉、塔材变形等故障。铁塔故障属于典型的“隐形故障”，输电线路人工正常巡视时，往往不能及时发现，当发现铁塔故障时，输电线路已处于危险状态，严重威胁线路的可靠运行。

目前在输电铁塔安全监测方面应用最为广泛的是基于倾角传感器设计的输电铁塔倾斜度在线监测系统，通过采集铁塔顺线方向和横线方向的倾斜角度，建立铁塔倾斜模型，计算得到铁塔在横线方向和顺线方向的倾斜度以及综合倾斜度，通过获取铁塔倾斜信息，虽然能够在一定程度上起到预知铁塔的安全状态，但是仅仅通过倾角传感器获取的铁塔倾斜状态，准确度较低，进行预测铁塔安全状态时存在一定的误差，不利于整体线路调度、检修计划安排。

发明内容

针对目前仅仅利用倾角传感器监测输电铁塔倾斜度判断铁塔倾斜状态，准确度较低，预测铁塔安全状态时存在一定的误差的技术问题，本申请公开了一种杆塔应力形变及风响应研究装置及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本申请提出了一种杆塔应力形变及风响应研究装置，包括设备盒，所述设备盒分别设置在若干个铁塔上，所述设备盒上设置有供电组件，所述设备盒内设置有信号处理组件，所述供电组件与所述信号处理组件电连接，所述信号处理组件与监控中心通讯连接，所述监控中心与移动终端通讯连接；所述铁塔上布置有若干个用于监测铁塔不同部位应力变化的光纤光栅应力传感器，所述铁塔上还布置有用于结合不同部位应力变化综合判断铁塔状态的辅助监测组件，所述光纤光栅应力传感器和所述辅助监测组件均与所述信号处理组件电连接。

优选地，所述供电组件包括太阳能电池板、MPPT控制器、PWM控制器、电流变换器以及蓄电池，所述太阳能电池板与所述电流变换器电连接，所述电流变换器与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述信号处理组件电连接，所述MPPT控制器与所述太阳能电池板的出线侧电连接，所述MPPT控制器与所述PWM控制器电连接，所述PWM控制器与所述电流变换器电连接。

优选地，所述信号处理组件包括光纤光栅解调器和应力状态监测器，所述光纤光栅解调器与所述光纤光栅应力传感器电连接，所述光纤光栅解调器与所述应力状态监测器电连接，所述应力状态监测器通过光纤与所述监控中心通讯连接；所述应力状态监测器与所述辅助监测组件电连接。

优选地，所述辅助监测组件包括微气象传感器，所述微气象传感器设置在铁塔上，所述微气象传感器通过RS485通讯总线与所述应力状态监测器电连接。

优选地，所述辅助监测组件包括倾角传感器，所述倾角传感器设置在铁塔上，所述倾角传感器通过RS485通讯总线与所述应力状态监测器电连接。

优选地，所述辅助监测组件包括红外热成像摄像头，所述红外热成像摄像头设置在所述铁塔上，所述红外热成像头摄像头与所述应力状态监测器电连接。