专利名称：输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统的制作方法
技术领域：
输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种电力自动化技术，尤其是一种输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统。
背景技术：
[0002]目前,输电塔是电力系统重要的输送电设施,输电塔安全工作是保障电网可靠供电必不可少的要求。作为一种高耸结构，输电塔具有细长、高柔的特点，而它又处于野外，受风、冰雪或地震荷载作用，其振动响应强烈或塔主柱承受较大的压应力，或许超过临界应力，导致输电塔疲劳或失稳破坏。近年来随着国家对电网建设力度加大，各地输电塔倒塌事故不断发生，为此需要对输电塔安全性进行监测。[0003]江苏电力试验研究院及南京安正软件工程有限公司申请的《输电塔环境振动状态在线监测及无线远传系统》(专利号ZL 200820184986.2)以及安徽省电力科学研究院“输电塔振动在线监测系统”(专利号ZL 200920142968.2)都只对输电塔振动参数实现了在线监测，但不具备在线振动模态和应变模态功能。[0004]专利号201120133981只对输电铁塔应变进行了在线监测。[0005]专利号201120133981采用光纤传感器测量输电塔应变，成本高昂、可靠性差、测得的应变值受温度影响大不能真实代表输电塔应变信号。发明内容[0006]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统，该系统构造简单，使用方便，监测及监视效果好。[0007]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:[0008]一种输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统，包括设置于输电塔上的若干振动传感器、应变传感器和风速风向传感器，所述振动传感器与防雷隔离器通信，防雷隔离器经振动信号调理器与工控机通信，应变传感器经232串口与工控机通信，所述风速风向传感器通过485接口转232接口与工控机相连；所述工控机通过无线通信与远程监视系统相连；所述应变传感器、风速风向传感器、工控机和振动信号调理器均与控制器电连接，控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能板相连。[0009]所述振动传感器和应变传感器均为8个或4个。[0010]所述应变传感器为振弦式应变传感器。[0011 ] 所述远程监视系统为计算机。[0012]本实用新型中的振动传感器、应变传感器、风速风向传感器、防雷隔离器、振动信号调理器、控制器均为现有的硬件设备，在市场中均可以买到，在此不再赘述。[0013]本实用新型中，振动及应变监测点个数决定了传感器个数及信号线长度、传感器防护及固定等与在线监测系统的成本直接相关。根据最少的监测点得到最多的输电塔振动强度状态信息。振动及应变监测点必须布置在输电铁塔振动强度敏感点上。本实用新型采用8个振动及8个应变测点。也可以为4个振动点和4个应变测点。4个测点放在输电塔第一横隔面的两个对角立柱的两个相互垂直的水平方向，另外4个测点放在悬挂输电线的横担高度的两个对角立柱的两个相互垂直的水平方向。[0014]本实用新型能实现输电塔的健康状态的重要参数应变和振动数据的长期全天候无人采集、自动记录及无线传输到供电线路运行维护部门实现远程监测。[0015]本实用新型根据监测点实时采集的振动和应变信号的频谱分析，采用拟合参数识别方法可以得到输电塔的低阶振动模态(纵向I阶、横向I阶和扭转I阶)，而输电塔的破坏主要取决于上述低阶模态。[0016]本实用新型采用在桥梁、隧道、地铁工程中以及大量使用的振弦式应变计作为应变测量传感器性能可靠、价格低廉便于推广应用。[0017]本实用新型的有益效果是，构造简单，使用方便，监测及监视效果好。
[0018]图1是本实用新型系统原理图；[0019]图2是振动信号调理器原理图；具体实施方式
[0020]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0021]如图1所示，输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统，包括设置于输电塔上的多个振动传感器、应变传感器和风速风向传感器，振动传感器和应变传感器均为8个或4个。应变传感器为振弦式应变传感器。[0022]振动传感器与防雷隔离器通信，防雷隔离器经振动信号调理器与工控机通信，应变传感器经232串口与工控机通信，所述风速风向传感器通过485接口转232接口与工控机相连；所述工控机通过无线通信与远程监视系统相连；所述风速风向传感器、应变传感器、工控机和振动信号调理器均与控制器电连接，控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能板相连。远程监视系统为计算机。[0023]如图2所示，振动信号调理器的特点是:[0024]1.8路并行信号调理，包括针对输电塔微振动的信号放大、高通滤波、低通抗混滤波电路。放大倍数高达1000倍。为了保证每个通道增益精确相同，另加放大器微调电路，该电路为现有电路，在此不再赘述。[0025]2.8路并行USB2.0数据采集器采用高速数字信号处理芯片(DSP)实现经过调理的振动信号数据采集。[0026]上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统，其特征是，包括设置于输电塔上的若干振动传感器、应变传感器和风速风向传感器，所述振动传感器与防雷隔离器通信，防雷隔离器经振动信号调理器与工控机通信，应变传感器经232串口与工控机通信，所述风速风向传感器通过485接口转232接口与工控机相连；所述工控机通过无线通信与远程监视系统相连；所述应变传感器、风速风向传感器、工控机和振动信号调理器均与控制器电连接，控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能板相连。
2.按权利要求1所述的系统，其特征是，所述振动传感器和应变传感器均为8个或4个。
3.按权利要求1所述的系统，其特征是，所述应变传感器为振弦式应变传感器。
4.按权利要求1所述的系统，其特征是，所述远程监视系统为计算机。
专利摘要本实用新型公开了一种输电塔应变及振动健康状态在线监测及远程监视系统，包括设置于输电塔上的若干振动传感器、应变传感器和风速风向传感器，所述振动传感器与防雷隔离器通信，防雷隔离器经振动信号调理器与工控机通信，应变传感器经232串口与工控机通信，所述风速风向传感器通过485接口转232接口与工控机相连；所述工控机通过无线通信与远程监视系统相连；所述风速风向传感器、工控机和振动信号调理器均与控制器电连接，控制器与蓄电池相连，蓄电池与太阳能板相连。本实用新型采用在桥梁、隧道、地铁工程中以及大量使用的振弦式应变计作为应变测量传感器性能可靠、价格低廉便于推广应用。本实用新型构造简单，使用方便，监测及监视效果好。
文档编号G01D21/02GK202928615SQ20122069669
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者张广成, 菅明健, 张都清, 郑万泔 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司
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