拉线张力的测试方法、装置和系统及张力测试仪与流程

本发明涉及输电线路领域，具体而言，涉及一种拉线张力的测试方法、装置和系统及张力测试仪。

背景技术：

目前，国内外架空输电线路中仍有相当数量的直线拉线型杆塔，由于结构原因，尤其是拉线张力(或称运行张力)调整不当(不符合设计要求)或拉线间张力不平衡，成为倒塔事故的潜在隐患。很多事故情况是从线路拉线塔最先失稳开始，拉线塔失稳倒塔后拉拽附近其他杆塔造成“串倒”，即发生多基倒塔和断线事故。国内外由于输电线路杆塔拉线张力问题造成的倒塔、断线等事故，对电力系统的安全影响和经济损失十分巨大。主要存在以下问题：

1、就架空输电线路杆塔拉线的张力参量，缺乏有效的现场技术测试和专业分析手段。对于输电线路杆塔拉线运行状态判断，目前现场往往通过经验判断，通过脚踹、手拉来实现，无法对拉线进行准确测试和调整。

2、就国内外有关技术研究现状而言，输电线路张力测试应用技术研究主要集中在在线监测技术领域，大多是关于导线和地线方面(防覆冰、防风偏和防舞动等)，很少关于杆塔拉线张力参量测试的研究；而且，由于采用的是压力传感器技术，存在设计方向偏差、技术路线传统和运算方法繁杂等不足，无法推广。

3、缺乏有关输电线路拉线张力的判定标准和分析软件等。

针对现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种拉线张力的测试方法、装置和系统及张力测试仪，以至少解决现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种拉线张力的测试方法，包括：采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值；对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据；根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

进一步地，采集拉线的振动数据包括：接收加速度传感器采集到的加速度值。

进一步地，对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据包括：对加速度值进行快速傅里叶变换，得到频率值；根据频率值，得到张力数据。

进一步地，根据拉线的张力数据，得到测试结果，包括：根据张力数据，得到输电线路杆塔的平衡度；根据输电线路杆塔的平衡度，得到测试结果。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种拉线张力的测试装置，包括：采集模块，用于采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值；第一处理模块，用于对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据；第二处理模块，用于根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种拉线张力的测试系统，包括：张力测试仪，用于采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值；显示终端，与张力测试仪具有通信关系，用于对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，并根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

进一步地，张力测试仪包括：加速度传感器，用于采集加速度值；发送装置，与加速度传感器连接，用于发送振动数据至显示终端。

进一步地，显示终端包括：接收装置，用于接收张力测试仪发送的振动数据；处理模块，用于对加速度值进行快速傅里叶变换，得到频率值，并根据频率值，得到张力数据。

进一步地，显示终端还包括：测试模块，用于根据张力数据，得到输电线路杆塔的平衡度，并根据输电线路杆塔的平衡度，得到测试结果。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种张力测试仪，包括：加速度传感器，用于采集加速度值，得到振动数据；发送装置，与加速度传感器连接，用于发送振动数据至显示终端。

进一步地，加速度传感器为3轴加速度传感器。

进一步地，发送装置为WIFI装置。

进一步地，张力测试仪还包括：处理器，分别与加速度传感器和发送装置连接，用于对加速度传感器和发送装置进行初始化；电源装置，分别与加速度传感器、发送装置和处理器连接，用于为加速度传感器、发送装置和处理器供电。

在本发明实施例中，采集拉线的振动数据，对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，根据拉线的张力数据，得到测试结果，从而实现自动对输电线路杆塔拉线的张力进行测试，对输电线路杆塔拉线运行状态进行判断，无需通过人工方式进行测试，解决了现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题，同时，避免人工方式对杆塔拉线的破坏，达到无损检测的目的。因此，通过本发明上述实施例，可以达到无损检测，简化测试过程，提高测试准确度，避免了对输电线路杆塔拉线的破坏，避免了铺设长距离的线缆的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的拉线张力的测试方法的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试装置的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试系统的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的拉线张力的测试系统的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种张力测试仪的示意图；以及

图7是根据本发明实施例的一种可选的张力测试仪的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种拉线张力的测试方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值。

在一种可选的方案中，可以采用磁力吸附的方式，将张力测试仪吸附在输电线路杆塔的拉线上，张力测试仪可以采集到拉线的振动数据，并将采集到的振动数据通过WIFI传输给显示终端。

步骤S104，对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据。

在一种可选的方案中，显示终端包括数据处理和诊断结果显示两个功能，数据处理功能是在接收到张力测试仪采集到的振动数据之后，可以运用频谱法对振动数据进行处理，计算出拉线的张力。

步骤S106，根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

在一种可选的方案中，显示终端的诊断结果功能还可以是通过预先安装的专家诊断系统，根据计算得到的拉线的张力，判断输电线路杆塔是否存在倒塔隐患，确定是否需要采取调整拉线的措施，如果输电线路杆塔存在倒塌隐患，则得到需要采取调整拉线的措施的测试结果；如果输电线路杆塔不存在倒塌隐患，则得到不需要采取调整拉线的措施的测试结果，并且可以在显示终端的显示屏上显示最终的测试结果。

根据本发明上述实施例，采集拉线的振动数据，对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，根据拉线的张力数据，得到测试结果，从而实现自动对输电线路杆塔拉线的张力进行测试，对输电线路杆塔拉线运行状态进行判断，无需通过人工方式进行测试，解决了现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题，同时，避免人工方式对杆塔拉线的破坏，达到无损检测的目的。因此，通过本发明上述实施例，可以达到无损检测，简化测试过程，提高测试准确度，避免了对输电线路杆塔拉线的破坏，避免了铺设长距离的线缆的效果。

可选地，在本发明上述实施例中，步骤S102，采集拉线的振动数据包括：

步骤S1022，接收加速度传感器采集到的加速度值。

在一种可选的方案中，张力测试仪中可以包括加速度传感器，该加速度传感器模块的特点为高灵敏度、低功耗的3轴加速度传感器，最大量程为±8g。当测试仪吸附在钢缆拉线上时，其可以精确测量拉线的微小振动，并将此振动转化为数据，得到振动数据。

可选地，在本发明上述实施例中，步骤S104，对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据包括：

步骤S1042，对加速度值进行快速傅里叶变换，得到频率值。

步骤S1044，根据频率值，得到张力数据。

在一种可选的方案中，显示终端可以运用快速傅里叶变换，将时域的加速度数值转换成频域的频率值，然后再根据一次频谱的值计算出拉线的张力。

可选地，在本发明上述实施例中，步骤S106，根据拉线的张力数据，得到测试结果，包括：

步骤S1062，根据张力数据，得到输电线路杆塔的平衡度。

步骤S1064，根据输电线路杆塔的平衡度，得到测试结果。

在一种可选的方案中，显示终端可以根据专家诊断系统，给出输电线路杆塔的平衡度，并得到是否需要采取调整输电线路杆塔的措施。

图2是根据本发明实施例的一种可选的拉线张力的测试方法的示意图，下面结合图2对本发明一种优选的实施例进行详细说明，如图2所示，在进行测试之前，可以将张力测试仪吸附在输电线路杆塔拉线上，并安装好WIFI发送模块，在开始进行测试之后，可以进入测试操作导航，根据导航流程，进行测试仪器基本参数设置，显示终端的显示屏上显示：是/否，进行线路型号参数设置，显示屏上显示：是/否，进行线路名称/杆塔编号/拉线编号设置，在设置完成之后，可以启动张力测试仪，激励拉线，完成测试，可以提供检索/打印/帮助，显示振动频谱波形图，并显示拉线张力测试结果/调整建议，从而完成整个测试过程。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种拉线张力的测试装置实施例。

图3是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试装置的示意图，如图3所示，该装置包括：

采集模块31，用于采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值。

在一种可选的方案中，可以采用磁力吸附的方式，将张力测试仪吸附在输电线路杆塔的拉线上，张力测试仪可以采集到拉线的振动数据，并将采集到的振动数据通过WIFI传输给显示终端。

第一处理模块33，用于对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据。

在一种可选的方案中，显示终端包括数据处理和诊断结果显示两个功能，数据处理功能是在接收到张力测试仪采集到的振动数据之后，可以运用频谱法对振动数据进行处理，计算出拉线的张力。

第二处理模块35，用于根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

在一种可选的方案中，显示终端的诊断结果功能还可以是通过预先安装的专家诊断系统，根据计算得到的拉线的张力，判断输电线路杆塔是否存在倒塔隐患，确定是否需要采取调整拉线的措施，如果输电线路杆塔存在倒塌隐患，则得到需要采取调整拉线的措施的测试结果；如果输电线路杆塔不存在倒塌隐患，则得到不需要采取调整拉线的措施的测试结果，并且可以在显示终端的显示屏上显示最终的测试结果。

根据本发明上述实施例，采集模块采集拉线的振动数据，第一处理模块对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，第二处理模块根据拉线的张力数据，得到测试结果，从而实现自动对输电线路杆塔拉线的张力进行测试，对输电线路杆塔拉线运行状态进行判断，无需通过人工方式进行测试，解决了现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题，同时，避免人工方式对杆塔拉线的破坏，达到无损检测的目的。因此，通过本发明上述实施例，可以达到无损检测，简化测试过程，提高测试准确度，避免了对输电线路杆塔拉线的破坏，避免了铺设长距离的线缆的效果。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种拉线张力的测试系统实施例。

图4是根据本发明实施例的一种拉线张力的测试系统的示意图，如图4所示，该系统包括：

张力测试仪41，用于采集拉线的振动数据，其中，振动数据至少包括：加速度值。

在一种可选的方案中，可以采用磁力吸附的方式，将张力测试仪吸附在输电线路杆塔的拉线上，张力测试仪可以采集到拉线的振动数据，并将采集到的振动数据通过WIFI传输给显示终端。

显示终端43，与张力测试仪具有通信关系，用于对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，并根据拉线的张力数据，得到测试结果，其中，测试结果用于表征拉线是否需要调整。

具体的，张力测试仪和显示终端可以通过无线传输网络进行数据通信，例如，可以通过WIFI、蓝牙、ZigBee和sub-1GHz等无线传输方式进行数据通信。

在一种可选的方案中，显示终端包括数据处理和诊断结果显示两个功能，数据处理功能是在接收到张力测试仪采集到的振动数据之后，可以运用频谱法对振动数据进行处理，计算出拉线的张力。诊断结果功能还可以是通过预先安装的专家诊断系统，根据计算得到的拉线的张力，判断输电线路杆塔是否存在倒塔隐患，确定是否需要采取调整拉线的措施，如果输电线路杆塔存在倒塌隐患，则得到需要采取调整拉线的措施的测试结果；如果输电线路杆塔不存在倒塌隐患，则得到不需要采取调整拉线的措施的测试结果，并且可以在显示终端的显示屏上显示最终的测试结果。

根据本发明上述实施例，张力测试仪采集拉线的振动数据，显示终端对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，根据拉线的张力数据，得到测试结果，从而实现自动对输电线路杆塔拉线的张力进行测试，对输电线路杆塔拉线运行状态进行判断，无需通过人工方式进行测试，解决了现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题，同时，避免人工方式对杆塔拉线的破坏，达到无损检测的目的。因此，通过本发明上述实施例，可以达到无损检测，简化测试过程，提高测试准确度，避免了对输电线路杆塔拉线的破坏，避免了铺设长距离的线缆的效果。

可选地，在本发明上述实施例中，张力测试仪包括：

加速度传感器，用于采集加速度值。

发送装置，与加速度传感器连接，用于发送振动数据至显示终端。

具体的，上述的发送装置可以是WIFI装置，也可以是蓝牙、ZigBee和sub-1GHz等无线传输装置。

在一种可选的方案中，张力测试仪中可以包括加速度传感器，该加速度传感器模块的特点为高灵敏度、低功耗的3轴加速度传感器，最大量程为±8g。当测试仪吸附在钢缆拉线上时，其可以精确测量拉线的微小振动，并将此振动转化为数据，得到振动数据。

可选地，在本发明上述实施例中，显示终端包括：

接收装置，用于接收张力测试仪发送的振动数据。

具体的，上述的接收装置可以是WIFI装置，也可以是蓝牙、ZigBee和sub-1GHz等无线传输装置。

处理模块，用于对加速度值进行快速傅里叶变换，得到频率值，并根据频率值，得到张力数据。

在一种可选的方案中，显示终端可以运用快速傅里叶变换，将时域的加速度数值转换成频域的频率值，然后再根据一次频谱的值计算出拉线的张力。

可选地，在本发明上述实施例中，显示终端还包括：

测试模块，用于根据张力数据，得到输电线路杆塔的平衡度，并根据输电线路杆塔的平衡度，得到测试结果。

在一种可选的方案中，显示终端可以根据专家诊断系统，给出输电线路杆塔的平衡度，并得到是否需要采取调整输电线路杆塔的措施。

图5是根据本发明实施例的一种可选的拉线张力的测试系统的示意图，下面结合图5对本发明一种优选的实施例进行详细说明，如图5所示，该系统可以包括张力测试仪和显示终端，张力测试仪的功能是采集拉线的振动数据，然后将采集的数据通过WIFI传输给显示终端。显示终端的功能是由基于windows的输电线路杆塔拉线张力测试专家诊断系统应用程序来实现，该应用程序实现了原始加速度数值的接收、数据的快速傅里叶变换和诊断结果显示，显示终端的功能是数据处理和诊断结果显示，其中数据处理的核心是运用了快速傅里叶变换，将时域的加速度数值转换成频域的频率值，然后再根据一次频谱的值计算出拉线的张力；诊断结果显示的核心是根据输电线路杆塔拉线张力测试专家诊断系统，给出杆塔的平衡度以及是否需要调整拉线的措施。

通过本发明上述实施例提供的方案，可以达到如下效果：

1)“无损”测试，采用磁力吸附方式，避免了对杆塔拉线的破坏。

2)“无线”传输，采用wifi无线传输方式，避免了铺设长距离的线缆。

3)制定了线路杆塔拉线张力参量的判定标准。

4)开发了输电线路杆塔拉线张力测试专家诊断系统应用软件，以满足电力生产基建需求。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种张力测试仪实施例。

图6是根据本发明实施例的一种张力测试仪的示意图，如图6所示，该张力测试仪包括：

加速度传感器61，用于采集加速度值，得到振动数据。

可选地，在本发明上述实施例中，加速度传感器为3轴加速度传感器。

发送装置63，与加速度传感器连接，用于发送振动数据至显示终端。

可选地，在本发明上述实施例中，发送装置为WIFI装置。

具体的，上述的发送装置还可以是蓝牙、ZigBee和sub-1GHz等无线传输装置。

在一种可选的方案中，张力测试仪中可以包括加速度传感器，该加速度传感器模块的特点为高灵敏度、低功耗的3轴加速度传感器，最大量程为±8g。当测试仪吸附在钢缆拉线上时，其可以精确测量拉线的微小振动，并将此振动转化为数据，得到振动数据，并将采集到的振动数据通过WIFI传输给显示终端。在接收到张力测试仪采集到的振动数据之后，显示终端可以运用频谱法对振动数据进行处理，计算出拉线的张力。诊断结果功能还可以是通过预先安装的专家诊断系统，根据计算得到的拉线的张力，判断输电线路杆塔是否存在倒塔隐患，确定是否需要采取调整拉线的措施，如果输电线路杆塔存在倒塌隐患，则得到需要采取调整拉线的措施的测试结果；如果输电线路杆塔不存在倒塌隐患，则得到不需要采取调整拉线的措施的测试结果，并且可以在显示终端的显示屏上显示最终的测试结果。

根据本发明上述实施例，加速度传感器采集加速度值，得到振动数据，发送装置发送振动数据至显示终端，进一步显示终端对振动数据进行频谱处理，得到拉线的张力数据，根据拉线的张力数据，得到测试结果，从而实现自动对输电线路杆塔拉线的张力进行测试，对输电线路杆塔拉线运行状态进行判断，无需通过人工方式进行测试，解决了现有技术中的拉线张力的测试方法准确度低的技术问题，同时，避免人工方式对杆塔拉线的破坏，达到无损检测的目的。因此，通过本发明上述实施例，可以达到无损检测，简化测试过程，提高测试准确度，避免了对输电线路杆塔拉线的破坏，避免了铺设长距离的线缆的效果。

可选地，在本发明上述实施例中，张力测试仪还包括：

处理器，分别与加速度传感器和发送装置连接，用于对加速度传感器和发送装置进行初始化。

具体的，上述的处理器可以是采用了8051核心的微控制器。

在一种可选的方案中，微控制器主要负责初始化加速度传感器和WIFI装置，然后通过SPI总线从加速度传感器里读取实时加速度数值，然后再将数据通过UART转发给WIFI装置。

电源装置，分别与加速度传感器、发送装置和处理器连接，用于为加速度传感器、发送装置和处理器供电。

具体的，上述的电源装置可以是电源管理模块。

在一种可选的方案中，电源管理模块主要负责张力测试仪的供电和电池充电管理。

图7是根据本发明实施例的一种可选的张力测试仪的示意图，下面结合图7对本发明一种优选的实施例进行详细说明，如图7所示，张力测试仪可以由微控制器、加速度传感器、wifi模块和电源管理单元组成，各个模块的功能如下：1)微控制器，微控制器采用了8051核心的微控制器，主要负责初始化加速度传感器和wifi模块，然后通过SPI总线从加速度传感器里读取实时加速度数值，然后再将数据通过UART转发给WIFI模块；2)WIFI模块，WIFI模块为符合802.11b/g/n规范的无线wifi收发模块，它主要负责将收到的加速度数值通过无线发送给显示终端；3)电源管理模块，该模块主要负责系统的供电和电池充电管理；4)加速度传感器模块，该加速度传感器模块的特点为高灵敏度、低功耗的3轴加速度传感器，最大量程为±8g。当测试仪吸附在钢缆拉线上时，其可以精确测量拉线的微小振动，并将此振动转化为数据，传输给微控制器。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。