专利名称：一种输电线路中输电塔结构状态监测方法
技术领域：
本发明涉及一种电力设备结构的监测方法，尤其是涉及一种输电线路中输电塔结构状态监测方法。
背景技术：
输电线路是电力系统输电部分的重要组成设施，直接关系电力系统正常功能的实现。输电线路的使用期长达几十年，环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等灾害因素的藕合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。因此，为了保障输电塔结构的安全性、完整性、适用性与耐久性，对已建成使用的许多重要输电塔急需采用有效的手段监测和评定其安全状况、修复和控制损伤。新建的输电塔结构总结以往的经验和教训，也需在工程建设的同时增设长期的寿命监测系统和损伤控制系统，以监测结构的服役安全状况，并为研究结构服役期间的损伤演化规律提供有效的、直接的方法。·我国还是一个自然灾害多发的国家，输电线路的故障事故时有发生，严重者甚至断线倒塔。因此，研究人员与工程技术人员应十分重视输电线路塔-线体系长期服役的安全性和耐久性，并积极研究和开发结构智能寿命监测系统来实时监测其服役期间的安全状况以便避免重大事故的发生。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时监测高度自动化、有利于灾害提前预警的输电线路中输电塔结构状态监测方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，该方法包括以下步骤I)通过多信号同步采集器实时同步采集位移信号、倾角信号、应变信号和加速度信号;2)对上述采集的信号进行自动存储；3)根据所采集的信号自动生成excel报表文件和可视化图表；4)根据报表文件和可视化图表建立输电塔的三维模型；5)根据三维模型判断输电塔中是否发生危险，若是，则发出报警信号并指示处于危险状态的位置，若否，则返回步骤I)。所述的多信号同步采集器中设有电流模块、加速度模块和应变模块，所述的电流模块采集位移信号和倾角信号，所述的加速度模块采集加速度信号，所述的应变模块采集
应变信号。所述的自动存储的方式包括24小时不间断连续自动存储方式和触发式数据存储方式。所述的位移信号、倾角信号及应变信号的存储方式为24小时不间断连续自动存储方式，所述的加速度信号的存储方式为触发式数据存储方式。所述的触发式数据存储方式为预先设定一个预值，如果超过预值，立即存储，如果低于预值，则停止存储进程。所述的输电塔的三维模型中通过颜色的深浅变化来反映各部位的受力状态，从而反映目前输电塔结构的安全状态。与现有技术相比，本发明具有以下优点I)本发明通过检测位移、应变、加速度等信号并对信号进行计算，对输电塔的状态进行实时监测，从而分析出输电塔是否发生危险，有利于对灾害的提前预警；2)本发明方法实现了高度自动化的实时监测；3)本发明根据采集信号的性质设计了两种不同的数据存储方式，减小了对磁盘空 间造成的压力。
图I为本发明方法的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图I所示，一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，该方法包括以下步骤在步骤SlOl中，通过多信号同步采集器实时同步采集位移信号、倾角信号、应变信号和加速度信号。所述的多信号同步采集器中设有电流模块、加速度模块和应变模块，所述的电流模块采集位移信号和倾角信号，所述的加速度模块采集加速度信号，所述的应变模块采集应变信号。多信号同步采集器的实时同步采集技术，对分析结构刚度、阻尼比、地震动响应、基准频率、高阶频率、荷载-位移等特性具有重要意义，为结构损伤识别和安全性评估提供宝贵的数据参考。在步骤sl02中，对上述采集的信号进行自动存储。所述的自动存储的方式包括24小时不间断连续自动存储方式和触发式数据存储方式。所述的位移信号、倾角信号及应变信号采用低速采集，采集频率为1HZ，如果长期监测，产生的数据文件并不会占用太大的磁盘空间，因此采用24小时不间断自动存储方式；加速度信号采集频率高，产生庞大的数据文件，对磁盘空间造成很大压力，而对输电塔状态有意义的是振动信号，因此，为加速度信号的数据文件存储设计了触发式数据存储方式即预先设定一个对结构有意义的预值，如果超过预值，立即存储，如果低于预值，便停止存储进程。在步骤sl03中，根据所采集的信号自动生成excel报表文件和可视化图表，并以电子邮件的方式自动发送生成的报表文件，实现高度自动化的实时监测。在步骤sl04中，根据报表文件和可视化图表建立输电塔的三维模型，输电塔的三维模型中通过颜色的深浅变化来反映各部位的受力状态，从而反映目前输电塔结构的安全状态。
在步骤sl05中，根据三维模型判断输电塔中是否发生危险，若是，则发出报警信号并指示处于危险状态的位置，若否，则返回步骤slOl。当输电塔中某一部位结构发生危险时，该部分显示为红色，表示结构处于危险状态，需要启 动相应的应急预案。报警信息通过手机短信和E-mail电子邮件的方式发送，保证了重要报警信息的及时性。
权利要求
1.一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 1)通过多信号同步采集器实时同步采集位移信号、倾角信号、应变信号和加速度信号; 2)对上述采集的信号进行自动存储； 3)根据所采集的信号自动生成excel报表文件和可视化图表； 4)根据报表文件和可视化图表建立输电塔的三维模型； 5)根据三维模型判断输电塔中是否发生危险，若是，则发出报警信号并指示处于危险状态的位置，若否，则返回步骤I)。
2.根据权利要求I所述的一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，所述的多信号同步采集器中设有电流模块、加速度模块和应变模块，所述的电流模块采集位移信号和倾角信号，所述的加速度模块采集加速度信号，所述的应变模块采集应变信号。
3.根据权利要求I所述的一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，所述的自动存储的方式包括24小时不间断连续自动存储方式和触发式数据存储方式。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，所述的位移信号、倾角信号及应变信号的存储方式为24小时不间断连续自动存储方式，所述的加速度信号的存储方式为触发式数据存储方式。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，所述的触发式数据存储方式为预先设定一个预值，如果超过预值，立即存储，如果低于预值，则停止存储进程。
6.根据权利要求I所述的一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，其特征在于，所述的输电塔的三维模型中通过颜色的深浅变化来反映各部位的受力状态，从而反映目前输电塔结构的安全状态。
全文摘要
本发明涉及一种输电线路中输电塔结构状态监测方法，该方法包括以下步骤；1)通过多信号同步采集器实时同步采集位移信号、倾角信号、应变信号和加速度信号；2)对上述采集的信号进行自动存储；3)根据所采集的信号自动生成excel报表文件和可视化图表；4)根据报表文件和可视化图表建立输电塔的三维模型；5)根据三维模型判断输电塔中是否发生危险，若是，则发出报警信号并指示处于危险状态的位置，若否，则返回步骤1)。与现有技术相比，本发明具有实时监测高度自动化、有利于灾害提前预警等优点。
文档编号G01D21/02GK102914330SQ20121041084
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者肖嵘, 杨凌辉, 季献武 申请人:上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司, 国家电网公司