專利名稱：輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種電力監(jiān)測技術，尤其涉及一種輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]輸電塔系受強風、裹冰、地震、基礎沉降、山體滑坡、采空區(qū)地質變化等因素造成應力超限或振動疲勞，在服役期內強度性能下降甚至突發(fā)倒塔事故以致產(chǎn)生重大經(jīng)濟損失。 目前主要依靠線路維護人員通過目測發(fā)現(xiàn)鐵塔的變化，鐵塔的可靠性沒有相應的數(shù)據(jù)庫和評估方法。[0003]中國專利ZL200820184986. 2公開了一種輸電塔環(huán)境振動狀態(tài)在線監(jiān)測及無線遠傳系統(tǒng)，其包括現(xiàn)場采集站和主站，現(xiàn)場采集站包括信號調理儀、采集卡、工業(yè)控制計算機和無線網(wǎng)卡，振動傳感器通過信號調理儀與采集卡連接，風速風向傳感器和溫度濕度傳感器分別連接在采集卡上，采集卡與工業(yè)控制極端及連接，在工業(yè)控制計算機上連接有無線網(wǎng)卡，主站包括無線數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。[0004]中國專利ZL200920142968. 2公開了一種輸電塔振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電源供電單元，傳感器單元、信號調理與采集單元、嵌入式單板計算機、無線數(shù)據(jù)傳輸單元、遠程監(jiān)測中心組成。系統(tǒng)使用太陽能電池板加蓄電池組聯(lián)合供電，同步采集輸電塔多個部位的振動信 號及輸電塔周圍環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，通過無線數(shù)據(jù)傳輸單元經(jīng)CDMA移動通信網(wǎng)絡傳輸至遠程監(jiān)測中心進行存儲和顯示。通過檢測特征參數(shù)的變化，進而實現(xiàn)對輸電塔安全的實時檢測。[0005]但是上述兩個專利有以下缺點[0006]I.兩者適用于在線監(jiān)測，不能適用于離線巡檢。振動及強度的在線監(jiān)測系統(tǒng)目前還在研究試驗階段，成本高昂、可靠性差，尚未具備電網(wǎng)推廣運用的可能。[0007]2.上述兩個專利只包括振動，未包括強度。[0008]3.上述兩個專利監(jiān)測器采用220V交流電源供電或太陽能供電，不能用于巡檢。[0009]4.上述兩個專利監(jiān)測點位置只能固定在若干位置上，監(jiān)測點少。實用新型內容[0010]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以離線監(jiān)測，準確性高，安全可靠，可用于輸電線路日常檢測，以替代目前線路巡檢依靠目測的狀態(tài)。本實用新型具有可統(tǒng)計和評估分析鐵塔可靠性，建立數(shù)據(jù)庫保證線路供電的正常運行的優(yōu)點。[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案[0012]一種輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，包括輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀，所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀包括移動式應變傳感器、加速度計、雙通道信號調理儀及雙通道動態(tài)信號采集處理器，所述移動式應變傳感器和加速度計分別與雙通道信號調理儀相連，雙通道信號調理儀與雙通道動態(tài)信號采集處理器相連，雙通道動態(tài)信號采集處理器與數(shù)據(jù)處理裝置相連。[0013]所述移動式應變傳感器用磁力座固定到輸電塔被測位置，移動式應變傳感器包括由標準應變片組成的橋式電路，所述橋式電路固化在彈性環(huán)中，彈性環(huán)兩端分別連接磁力座，由標準應變片組成的橋式電路通過導線與應變放大器相連，應變放大器通過導線與數(shù)據(jù)處理裝置相連。[0014]所述雙通道信號調理儀和雙通道動態(tài)信號采集處理器一體化由鋰電池供電。[0015]所述移動式應變傳感器和加速度計采集的兩個信號分別通過振動信號通道和應變信號通道傳輸給雙通道信號調理儀。[0016]所述數(shù)據(jù)處理裝置為筆記本電腦。[0017]利用輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)對輸電鐵塔強度振動可靠性預警方法通過將某一個塔每次巡檢的8個振動值Bi和應變值ε i測量數(shù)據(jù)各自統(tǒng)計平均得到I 個振動值a」和I個應變值ε j作為I次記錄的樣本，[0018]=[0019]對定期檢測點η次樣本進行統(tǒng)計計算，η為大于等于I的整數(shù)，得到它們的振動期望值a,和振動標準差a。以及應變期望值ε μ和應變標準差ε。，[0022]當樣本數(shù)η即巡檢次數(shù)超過20后得到的期望值a,和標準差a。以應變期望值ε μ 和應變標 準差ε。作為預警值的依據(jù)，[0023]振動預警值=au +3a。[0024]應變預警值=ε ρ+3 ε。[0025]對每次巡檢測量值Bi和Si加權處理。[0026]本實用新型中的加速度計、雙通道信號調理儀及雙通道動態(tài)信號采集處理器均為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。[0027]本實用新型的振動和應變傳感器由鋰電池供電。本實用新型具備兩個信號通道， I通道為振動信號，2通道為應變信號。通過USB接口與筆記本連接。振動傳感器采用加速度計。應變計預先固定安裝在鐵塔關鍵部位。維護人員定期到被檢塔指定部位測量并將數(shù)據(jù)自動存儲到計算機數(shù)據(jù)庫中，分析指定部位振動和應力變化趨勢以診斷該塔的結構健康狀態(tài)。[0028]本實用新型的有益效果[0029]I改變國內現(xiàn)有線路巡檢能依靠目測的方法，使鐵塔的可靠性有相應的數(shù)據(jù)庫和評估方法。[0030]2輸電鐵塔強度振動智能巡檢儀采用鋰電池供電，體積小、重量輕，攜帶方便。[0031]3每次巡檢測量點是確定的，數(shù)據(jù)具有可比性。[0032]4該系統(tǒng)可以離線監(jiān)測，允許在任意振動和強度敏感點上進行測量，準確性高，安全可靠。


[0033]圖I為巡檢儀及傳感器安裝示意圖；[0034]圖2為巡檢儀電路原理圖；[0035]圖3為被測塔基測點定位名方法；[0036]其中，I.輸電塔主柱，2.移動式應變傳感器，3.低頻高靈敏度加速度計，4.被測塔的橫截面，如圖3中8個測量面分別確定為東_北、東_南、南_東、南_西、西_南、西_北、 北_西、北_東。
具體實施方式
[0037]
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。[0038]如圖I所示，輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，包括輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀，所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀包括移動式應變傳感器2、低頻高靈敏度加速度計3、雙通道信號調理儀及雙通道動態(tài)信號采集處理器，所述移動式應變傳感器2和低頻高靈敏度加速度計3分別與雙通道信號調理儀相連，雙通道信號調理儀與雙通道動態(tài)信號采集處理器相連，雙通道動態(tài)信號采集處理器與數(shù)據(jù)處理裝置相連。移動式應變傳感器用磁力座隨時固定到輸電塔被測位置。應變傳感器由I個彈性元件上粘貼4個應變片組成全橋電路，封裝后外殼安裝2個磁座。[0039]移動式應變傳感器用磁力座固定到輸電塔被測位置，移動式應變傳感器包括由標準應變片組成的橋式電路，所述橋式電路固化在彈性環(huán)中，彈性環(huán)兩端分別連接磁力座，由標準應變片組成的橋式電路通過導線與應變放大器相連，應變放大器通過導線與數(shù)據(jù)處理裝置相連。[0040]如圖1、3所示，取被測塔的橫截面4高度作為檢測面，在橫截面附近的4根輸電塔主柱I作為監(jiān)測點，每個監(jiān)測點測2個相互垂直的面，分別確定為東_北、東_南、南_東、 南_西、西_南、西_北、北_西、北_東總計8個測量面。測量輸電塔任何部位的應變只需要將圖I中應變計通過磁力座吸附到塔身鋼梁上，每個面同時測量振動和應變兩個參數(shù)。[0041]如圖2所示，移動式應變傳感器接收信號后經(jīng)應變放大器處理為低通濾波，經(jīng)直流放大后進行程控放大。加速度計測量信號后經(jīng)一系列濾波放大后進行程控放大，連同移動式應變傳感器信號一起進行模數(shù)轉換和信號處理后，轉化成相應數(shù)據(jù)后導入筆記本電腦進行數(shù)據(jù)處理。[0042]輸電鐵塔強度振動可靠性預警確定方法如下通過將某一個塔每次巡檢的8個振動值ai和應變值ε i測量數(shù)據(jù)各自統(tǒng)計平均得到I個振動值a]和I個應變值ε j作為I次記錄的樣本。[0043]
權利要求1.一種輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，其特征是，包括輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀，所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀包括移動式應變傳感器、加速度計、雙通道信號調理儀及雙通道動態(tài)信號采集處理器，所述移動式應變傳感器和加速度計分別與雙通道信號調理儀相連，雙通道信號調理儀與雙通道動態(tài)信號采集處理器相連， 雙通道動態(tài)信號采集處理器與數(shù)據(jù)處理裝置相連。
2.如權利要求I所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，所述移動式應變傳感器用磁力座固定到輸電塔被測位置，移動式應變傳感器包括由標準應變片組成的橋式電路， 所述橋式電路固化在彈性環(huán)中，彈性環(huán)兩端分別連接磁力座，由標準應變片組成的橋式電路通過導線與應變放大器相連，應變放大器通過導線與數(shù)據(jù)處理裝置相連。
3.如權利要求I所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，其特征是，所述雙通道信號調理儀和雙通道動態(tài)信號采集處理器一體化由鋰電池供電。
4.如權利要求I所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，其特征是，所述移動式應變傳感器和加速度計采集的兩個信號分別通過振動信號通道和應變信號通道傳輸給雙通道信號調理儀。
5.如權利要求I所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，其特征是，所述數(shù)據(jù)處理裝置為筆記本電腦。
專利摘要本實用新型公開了一種輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢系統(tǒng)，包括輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀，所述輸電鐵塔強度及振動離線智能巡檢儀包括移動式應變傳感器、加速度計、雙通道信號調理儀及雙通道動態(tài)信號采集處理器，所述移動式應變傳感器和加速度計分別與雙通道信號調理儀相連，雙通道信號調理儀與雙通道動態(tài)信號采集處理器相連，雙通道動態(tài)信號采集處理器與數(shù)據(jù)處理裝置相連。本實用新型可以在線監(jiān)測，準確性高，安全可靠，可用于輸電線路日常檢測，節(jié)省人力物力，用以替代目前線路巡檢依靠目測的狀態(tài)。
文檔編號G01H17/00GK202748234SQ20122041703
公開日2013年2月20日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者張廣成, 鄭萬泔, 菅明健, 張都清 申請人:山東電力集團公司電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司