輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，包括設置于輸電塔上的若干振動傳感器、應變傳感器和風速風向傳感器，所述振動傳感器與防雷隔離器通信，防雷隔離器經振動信號調理器與工控機通信，應變傳感器經232串口與工控機通信，所述風速風向傳感器通過485接口轉232接口與工控機相連；所述工控機通過無線通信與遠程監視系統相連；所述風速風向傳感器、工控機和振動信號調理器均與控制器電連接，控制器與蓄電池相連，蓄電池與太陽能板相連。本實用新型專利技術采用在橋梁、隧道、地鐵工程中以及大量使用的振弦式應變計作為應變測量傳感器性能可靠、價格低廉便于推廣應用。本實用新型專利技術構造簡單，使用方便，監測及監視效果好。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統
本技術涉及一種電力自動化技術，尤其是一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統。
技術介紹
目前,輸電塔是電力系統重要的輸送電設施,輸電塔安全工作是保障電網可靠供電必不可少的要求。作為一種高聳結構，輸電塔具有細長、高柔的特點，而它又處于野外，受風、冰雪或地震荷載作用，其振動響應強烈或塔主柱承受較大的壓應力，或許超過臨界應力，導致輸電塔疲勞或失穩破壞。近年來隨著國家對電網建設力度加大，各地輸電塔倒塌事故不斷發生，為此需要對輸電塔安全性進行監測。江蘇電力試驗研究院及南京安正軟件工程有限公司申請的《輸電塔環境振動狀態在線監測及無線遠傳系統》(專利號ZL 200820184986.2)以及安徽省電力科學研究院“輸電塔振動在線監測系統”(專利號ZL 200920142968.2)都只對輸電塔振動參數實現了在線監測，但不具備在線振動模態和應變模態功能。專利號201120133981只對輸電鐵塔應變進行了在線監測。專利號201120133981采用光纖傳感器測量輸電塔應變，成本高昂、可靠性差、測得的應變值受溫度影響大不能真實代表輸電塔應變信號。
技術實現思路
本技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，該系統構造簡單，使用方便，監測及監視效果好。為實現上述目的，本技術采用下述技術方案:一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，包括設置于輸電塔上的若干振動傳感器、應變傳感器和風速風向傳感器，所述振動傳感器與防雷隔離器通信，防雷隔離器經振動信號調理器與工控機通信，應變傳感器經232串口與工控機通信，所述風速風向傳感器通過485接口轉232接口與工控機相連；所述工控機通過無線通信與遠程監視系統相連；所述應變傳感器、風速風向傳感器、工控機和振動信號調理器均與控制器電連接，控制器與蓄電池相連，蓄電池與太陽能板相連。所述振動傳感器和應變傳感器均為8個或4個。所述應變傳感器為振弦式應變傳感器。[0011 ] 所述遠程監視系統為計算機。本技術中的振動傳感器、應變傳感器、風速風向傳感器、防雷隔離器、振動信號調理器、控制器均為現有的硬件設備，在市場中均可以買到，在此不再贅述。本技術中，振動及應變監測點個數決定了傳感器個數及信號線長度、傳感器防護及固定等與在線監測系統的成本直接相關。根據最少的監測點得到最多的輸電塔振動強度狀態信息。振動及應變監測點必須布置在輸電鐵塔振動強度敏感點上。本技術采用8個振動及8個應變測點。也可以為4個振動點和4個應變測點。4個測點放在輸電塔第一橫隔面的兩個對角立柱的兩個相互垂直的水平方向，另外4個測點放在懸掛輸電線的橫擔高度的兩個對角立柱的兩個相互垂直的水平方向。本技術能實現輸電塔的健康狀態的重要參數應變和振動數據的長期全天候無人采集、自動記錄及無線傳輸到供電線路運行維護部門實現遠程監測。本技術根據監測點實時采集的振動和應變信號的頻譜分析，采用擬合參數識別方法可以得到輸電塔的低階振動模態(縱向I階、橫向I階和扭轉I階)，而輸電塔的破壞主要取決于上述低階模態。本技術采用在橋梁、隧道、地鐵工程中以及大量使用的振弦式應變計作為應變測量傳感器性能可靠、價格低廉便于推廣應用。本技術的有益效果是，構造簡單，使用方便，監測及監視效果好。附圖說明圖1是本技術系統原理圖；圖2是振動信號調理器原理圖；具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。如圖1所示，輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，包括設置于輸電塔上的多個振動傳感器、應變傳感器和風速風向傳感器，振動傳感器和應變傳感器均為8個或4個。應變傳感器為振弦式應變傳感器。振動傳感器與防雷隔離器通信，防雷隔離器經振動信號調理器與工控機通信，應變傳感器經232串口與工控機通信，所述風速風向傳感器通過485接口轉232接口與工控機相連；所述工控機通過無線通信與遠程監視系統相連；所述風速風向傳感器、應變傳感器、工控機和振動信號調理器均與控制器電連接，控制器與蓄電池相連，蓄電池與太陽能板相連。遠程監視系統為計算機。如圖2所示，振動信號調理器的特點是:1.8路并行信號調理，包括針對輸電塔微振動的信號放大、高通濾波、低通抗混濾波電路。放大倍數高達1000倍。為了保證每個通道增益精確相同，另加放大器微調電路，該電路為現有電路，在此不再贅述。2.8路并行USB2.0數據采集器采用高速數字信號處理芯片(DSP)實現經過調理的振動信號數據采集。上述雖然結合附圖對本技術的具體實施方式進行了描述，但并非對本技術保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本技術的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本技術的保護范圍以內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，其特征是，包括設置于輸電塔上的若干振動傳感器、應變傳感器和風速風向傳感器，所述振動傳感器與防雷隔離器通信，防雷隔離器經振動信號調理器與工控機通信，應變傳感器經232串口與工控機通信，所述風速風向傳感器通過485接口轉232接口與工控機相連；所述工控機通過無線通信與遠程監視系統相連；所述應變傳感器、風速風向傳感器、工控機和振動信號調理器均與控制器電連接，控制器與蓄電池相連，蓄電池與太陽能板相連。

【技術特征摘要】
1.一種輸電塔應變及振動健康狀態在線監測及遠程監視系統，其特征是，包括設置于輸電塔上的若干振動傳感器、應變傳感器和風速風向傳感器，所述振動傳感器與防雷隔離器通信，防雷隔離器經振動信號調理器與工控機通信，應變傳感器經232串口與工控機通信，所述風速風向傳感器通過485接口轉232接口與工控機相連；所述工控機通過無線通信與遠程監視系統相...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張廣成，菅明健，張都清，鄭萬泔，
申請(專利權)人：山東電力集團公司電力科學研究院，國家電網公司，
類型：實用新型
國別省市：