杆塔拉线张力测试方法、装置和系统与流程

本发明涉及电力通信领域，具体而言，涉及一种杆塔拉线张力测试方法、装置和系统。

背景技术：

目前电力行业中的输电架空杆塔的平衡度还没有一种有效的诊断、评估系统，只能靠人眼目测杆塔是否倾斜，很难发现其中的安全隐患。

经研究，输电架空杆塔的拉线张力可由基于振动频谱法的测量方法来测量，通过该方法可算出拉线的各阶的振动频率，其中通过一阶频率算出的拉线张力最为准确。但除了频率，其他条件因素也会对张力的计算产生很大的影响，如拉线的直径大小、拉线的材料以及拉线的固定方式等。又因为，拉线的各个参数随着杆塔的类型不同，也会不同。

因此，为了保证计算的准确性，需要一套系统来管理各种参数的输入、数据计算和最终结果的显示，这样不仅保证了计算结果的准确性，同时也可以给用户输出清晰、明了的杆塔的诊断结果。

针对现有技术不能对杆塔拉线的平衡度进行有效诊断的问题，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杆塔拉线张力测试方法、装置和系统，以至少解决现有技术不能对杆塔拉线的平衡度进行有效诊断的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种杆塔拉线张力测试方法，包括：获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，其中，拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数；根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，其中，受力不平衡系数用于表征杆塔的多个角的拉力的平衡程度；将拉线的张力和受力不平衡系数分别与对应的预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果，其中，预设判据由拉线的属性参数确定。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种杆塔拉线张力测试装置，包括：获取模块，用于获取拉线的属性参数和所述拉线振动时的加速度数值，其中，所述拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数；第一确定模块，用于根据所述加速度数值通过预设算法确定所述拉线的张力和受力不平衡系数，其中，所述受力不平衡系数用于表征所述杆塔的多个角的拉力的平衡程度；第二确定模块，用于将所述拉线的张力和受力不平衡系数分别与对应的预设判据进行比对，确定所述杆塔拉线张力的测试结果，其中，所述预设判据由所述拉线的属性参数确定。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种杆塔拉线张力测试系统，包括：测试仪，用于检测所述拉线振动时的加速度数值；处理器，与所述测试仪通信，用于获取拉线的属性参数和所述拉线振动时的加速度数值，根据所述加速度数值通过预设算法确定所述拉线的张力和受力不平衡系数，其中，所述受力不平衡系数用于表征所述杆塔的多个角的拉力的平衡程度，并通过所述拉线的张力和受力不平衡系数与预设判据进行比对，确定所述杆塔拉线张力的测试结果，其中，其中，所述拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数，所述预设判据由所述拉线的属性参数确定。

在本发明实施例中，获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，将拉线的张力和受力不平衡系数分别于与对应的预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果。上述方案通过由拉线属性参数确定的预设判据来确定拉线以及杆塔进行检测，从而解决了现有技术不能对杆塔拉线的平衡度进行有效诊断的技术问题，进一步的，由于将除了拉线的振频以外的参数也考虑其中，从而增加了检测的准确程度。

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杆塔拉线张力测试方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的一种可选的使用上述杆塔张力测试方法对杆塔拉线张力进行测试的操作流程图；

图3是根据本发明实施例的一种杆塔拉线张力测试装置的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种杆塔拉线张力测试系统的示意图；

图5是根据本申请上述实施例中处理器进行杆塔拉线张力测试的示意图；以及

图6是根据本发明实施例的一种可选的诊断界面的示意图。

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，提供了一种杆塔拉线张力测试方法的方法实施例，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杆塔拉线张力测试方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，其中，拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数。

具体的，可以通过张力测试仪检测拉线振动时的加速度数值。

为了保证杆塔拉线的张力能够适应各种环境，因此可以选择在多种恶略环境下进行测试，并将根据测试结果计算的误差控制在5％(或2～8％)内，在一种可选的实施例中，可以在输电线路在正常运行及其荷载为长期效应组合(无冰、风速5m/s及年平均气温)的情况下，可进行拉线运行张力测试。

步骤S104，根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，其中，受力不平衡系数用于表征杆塔的多个角的拉力的平衡程度。

此处需要说明的是，杆塔拉线运行张力的判定应综合考虑塔体垂度等因素，即塔体垂度在合格范围内条件下进行杆塔拉线运行张力的判定。

步骤S106，将拉线的张力和受力不平衡系数分别于与对应的预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果，其中，预设判据由拉线的属性参数确定。

具体的，上述预设判据用于判断拉线是否符合预设的条件，上述测试结果可以是杆塔拉线是否能够满足保持杆塔的平衡的条件。其中，张力对应张力判据，力平衡系数对应力平衡系数判据，张力判据和力平衡系数判据均可以为数值或数值范围，根据拉线的张力和受力不平衡系数以预设的判据为对比依据确定杆塔拉线张力的测试结果。

此处需要说明的是，由于杆塔拉线的属性参数不同，因此不同杆塔拉线对应的预设判据也可以不同，具体可以根据的杆塔拉线的属性参数确定。

由上可知，本申请上述实施例获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，将拉线的张力和受力不平衡系数分别于与对应的预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果。上述方案通过由拉线属性参数确定的预设判据来确定拉线以及杆塔进行检测，从而解决了现有技术不能对杆塔拉线的平衡度进行有效诊断的技术问题，进一步的，由于将除了拉线的振频以外的参数也考虑其中，从而增加了检测的准确程度。

可选的，根据本申请上述实施例，获取拉线的加速度数值，包括：通过无线通信设备与测试仪通信，以获取拉线振动时的加速度数值。

可选的，根据本申请上述实施例，步骤S104，根据拉线的属性参数和加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，包括：

步骤S1041，根据加速度数值进行傅里叶变换得到拉线的自振频率，并根据拉线的自振频率得到拉线的张力。

具体的，通过对张力检测仪检测到的时域加速度数值进行傅里叶变换得到拉线在频域上的自振频率，并根据自振频率得到拉力值。

步骤S1043，根据杆塔多跟拉线的张力确定受力不平衡系数。

在杆塔四角的拉线张力差距较大时，会影响杆塔的平衡。在一种可选的实施例中，杆塔的不平衡系数可以根据四角的拉线张力的差值来确定。

可选的，根据本申请上述实施例，步骤S1043，根据所述杆塔多跟拉线的张力确定所述受力不平衡系数，包括：

步骤S10431，通过如下公式计算所述拉线的受力不平衡系数，

其中，所述D_i为所述拉线的受力不平衡系数，所述n为所述拉线的数量，所述为n根拉线的张力均值；所述T_i为第i根拉线张力。

可选的，根据本申请上述实施例，步骤S106，通过拉线的张力和受力不平衡系数与预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果，包括：

步骤S1061，获取所述拉线的张力和受力不平衡系数分别对应的预设判据。

步骤S1063，判断拉线的张力是否满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数是否满足预设判据中的第二预设条件。

步骤S1065，如果拉线的张力满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力合格。

步骤S1067，如果拉线的张力不满足预设判据中的第一预设条件，或受力不平衡系数不满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力不合格，并输出对应的调整信息。

可选的，根据本申请上述实施例，步骤S1061，获取所述拉线的张力和受力不平衡系数分别对应的预设判据，包括：

步骤S10611，根据所述拉线中钢绞线的最小破断力确定所述拉线的张力上限值。

具体的，在上述步骤中，不同拉线的钢绞线的最小破断力不一定相同，由拉线钢绞线的型号来确定，表一是电力杆塔拉线钢绞线最小破断力和对应的张力的示意表，在一种可选的实施例中，以表一为例，在该表中示出了GJ-35至GJ-180八种钢绞线的属性参数(外径、股数、计算质量)以及八种钢绞线在不同的钢绞线公称抗拉强度下对应的最小破断力，在不同的钢绞线公称抗拉强度下，每中钢绞线具有对应的最大张力，该最大张力则能够确定拉线的张力范围。

在一种可选的实施例中，以GJ100为例，钢绞线最小破断力＝钢丝破断力总和＝(钢丝)公称抗拉强度×公称截面积×0.9，GJ100的钢绞线在钢绞线公称抗拉强度为1270MPa的情况下，最小破断力为43.4kN，张力最大值＝钢绞线最小破断力×70％，则对应的钢绞线最大张力为30.4kN，也就是说，对于GJ-100来说，在钢绞线公称抗拉强度为1270MPa的情况下，如果拉线的张力小于或等于30.4kN则符合钢绞线最小破断力对拉线的要求。

表一

在一种可选的实施例中，预设的初应力范围可以为120～140N/mm²(老旧线路可以采用98～118N/mm²)；当对初应力有特殊设计规定时，按照特殊设计规定来测试。表二是电力杆塔拉线初应力及所对应换算的张力表。

在拉线的最大张力(或最大运行张力)不应超过其钢绞线最小破断力(拉断力)的70％的情况下，拉线的张力还应该满足对初应力的要求。在拉线初应力设计值取120～140N/mm2(或MPa)，的情况下，所对应的张力设计值换算公式：张力T＝初应力×公称截面面积；仍以表一中的第四行数据GJ100为例，该拉线的公称截面面积由型号确定为100mm²，T1＝120N×100mm²＝12.0kN；T2＝140N×100mm²＝14.0kN；即采用GJ-100型钢绞线的拉线，则其运行张力应在12.0～14.0kN的张力设计值范围内。

表二

步骤S10613，根据预设的初应力范围确定所述受力不平衡系数对应的系数范围，其中，所述预设的初应力范围由所述拉线的属性参数确定。

在一种可选的实施例中，可以通过如下方式根据初应力范围确定受力不平衡系数。受力不均衡系数可以根据预设的初应力范围进行极值计算。表三是拉线初应力与受力不均衡系数的对应表，以表三为例：拉线初应力设计值取120～140N/mm²时，当被测拉线应力为140N/mm²，其他拉线应力为120N/mm²，根据公式(1)可得拉线正常运行时的极大值。当被测拉线应力为120N/mm²，其他拉线应力为140N/mm²，根据步骤S10431中的公式可得拉线正常运行时的极小值。计算得Da～Db为-11.11～12.00(98～118N/mm²)，-13.27～14.56(120～140N/mm²)，定义Da～Db范围为：-11.1～12.0(98～118N/mm²)，-13.3～14.5(120～140N/mm²)。DN<＝15％，(支线间)DM<＝5％。

表三

可选的，根据本申请上述实施例，第一预设条件包括：所述张力小于或等于预设的张力上限值，以及所述张力对应的初应力处于预设的初应力范围；第二预设条件包括：所述受力不平衡系数处于所述系数范围内。

可选的，根据本申请上述实施例，输出对应的调整信息，包括：调整拉线松弛或紧绷。

在一种可选的实施例中，Ti为被测拉线的张力，Di被测杆塔的受力不平衡系数，(Ta，Tb)为由初应力确定的张力的范围，Tm为张力上限值，(Da，Db)为受力不平衡系数的范围。在T<Tb的情况下，测试结果用下箭头表示，并提出建议张力小于运行张力的范围，拉线松弛，建议调整拉线紧绷；在T>Ta的情况下，测试结果用上箭头表示，并提出建议张力大于运行张力的范围，拉线松弛，建议调整拉线紧绷；在T>Tm的情况下，测试结果用双上箭头表示，并提出建议张力超出张力上限值，拉线过紧，存在缺陷，建议松弛拉线；Ta<＝T<＝Tb，Da<D<Db，张力合格，拉线正常。表五用于判断拉线的受力不平衡系数的判据，具体可入表四所示。

表四

可选的，根据本申请上述实施例，在通过拉线的张力和受力不平衡系数与预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果之后，方法还包括：打印测试结果报告。

表五为一种可选的测试报告的打印预览表，打印的测试包括可以包括，测试编号、测试结果以及对应的调整建议等，在该示例中，箭头用于表示测试结果，具体示意结合表四所示。

表五

图2是根据本发明实施例的一种可选的使用上述杆塔张力测试方法对杆塔拉线张力进行测试的操作流程图，在一种可选的实施例中，结合图2所示，该操作流程包括：

S21，参数设置。

在上述步骤中，设置的参数包括设置待测拉线的属性参数以及使用的测试仪器的参数，例如，张力测试仪。

测试仪器的基本参数设置可以包括测试编号、测试时间、对测试仪中的接收模块和发送模块的设置、对录波补偿、激励延时以及波形整步的设置，对待测试的拉线的属性参数设置可以包括杆塔型号、拉线型号、杆塔电压等级，在选择了特定型号的拉线后，系统会自动获取关于选定的拉线的外径、密度、弹性模量、拉线长度等参数。

S22，通道设置。

在上述步骤中，通道设置用于确定单通道测试或多通道测试，在未选择的情况下可默认单通道测试，单通道测试通常用于一根拉线的张力测试和诊断，不尽兴受力不均衡系数的测试。

S23，测试。

在上述步骤中，启动张力测试仪对拉线进行测试，在进行测试之前，可以有延时，以及开始测试的提示。

S25，在振动频谱工作模式下通过测试仪进行测试，并计算：频率、张力以及受力不平衡系数。

在上述步骤中，张力测试仪得到的测试结果为拉线的加速度，因此通过计算得到频率、张力以及受力不平衡系数。

S26，判断拉线张力是否满足最小破断力要求Ti≤Tm。

Ti为拉线张力，上述最小破断力为拉线钢绞线的最小破断力，Tm为最小破断力乘以70％。在拉线张力满足最小破断力要求的情况下进入步骤S27，否则进入步骤S310。

S27，判断拉线张力是否满足初应力要求Ta≤Ti≤Tb。

在上述步骤中，在拉线张力满足初应力要求的情况下进入步骤S28，否则进入步骤S310。其中，(Ta，Tb)为为了使拉线的初应力满足预设要求，拉线的张力需要满足的范围。

S28，判断杆塔拉线是否满足运行要求。

在上述步骤中，判断杆塔拉线是否满足运行要求可以是判断杆塔多跟拉线的受力不平衡系数是都在预设范围内，在判断杆塔拉线满足运行要求的情况下进入步骤S29，否则进入步骤S310。

S29，请求存储和/或打印。

上述步骤可以将测试结果进行存储或将根据测试结果生成的报表进行打印。

S310，调整拉线.。

在上述步骤中，根据最终的测试结果调整拉线。

实施例2

根据本发明实施例，还提出了一种杆塔拉线张力测试装置，图3是根据本发明实施例的一种杆塔拉线张力测试装置的示意图，结合图3所示，该装置包括：

获取模块30，用于获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，其中，拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数。

第一确定模块32，用于根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，其中，受力不平衡系数用于表征杆塔的多个角的拉力的平衡程度。

第二确定模块34，用于将拉线的张力和受力不平衡系数分别与对应的预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果，其中，预设判据由拉线的属性参数确定。

可选的，根据本申请上述实施例，获取模块包括：

获取子模块，用于通过无线通信设备与测试仪通信，以获取拉线振动时的加速度数值。

可选的，根据本申请上述实施例，第一确定模块包括：

傅里叶变换子模块，用于根据加速度数值进行傅里叶变换得到拉线的自振频率，并根据拉线的自振频率得到拉线的张力；

第一确定子模块，用于根据杆塔多跟拉线的张力确定受力不平衡系数。

可选的，根据本申请上述实施例，第二确定模块包括：

判断子模块，用于判断拉线的张力是否满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数是否满足预设判据中的第二预设条件；

第二确定子模块，用于如果拉线的张力满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力合格；

第三确定子模块，用于如果拉线的张力不满足预设判据中的第一预设条件，或受力不平衡系数不满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力不合格，并输出对应的调整信息。

实施例3

根据本发明实施例，还提出了一种杆塔拉线张力测试系统，图4是根据本发明实施例的一种杆塔拉线张力测试系统的示意图，结合图4所示，该系统包括：

测试仪40，用于检测拉线振动时的加速度数值。

处理器42，与测试仪通信，用于获取拉线的属性参数和拉线振动时的加速度数值，根据加速度数值通过预设算法确定拉线的张力和受力不平衡系数，其中，受力不平衡系数用于表征杆塔的多个角的拉力的平衡程度，并通过拉线的张力和受力不平衡系数与预设判据进行比对，确定杆塔拉线张力的测试结果，其中，其中，拉线的属性参数包括：拉线长度、直径、材料和弹性系数，预设判据由拉线的属性参数确定。

可选的，根据本申请上述实施例，处理器还用于判断拉线的张力是否满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数是否满足预设判据中的第二预设条件，如果拉线的张力满足预设判据中的第一预设条件，且受力不平衡系数满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力合格，如果拉线的张力不满足预设判据中的第一预设条件，或受力不平衡系数不满足预设判据中的第二预设条件，则确定杆塔拉线张力不合格，并输出对应的调整信息。

可选的，上述系统还包括显示器，用于显示测试结果。

具体的，上述处理器可以是用于杆塔拉线测试的专断诊断系统，图5是根据本申请上述实施例中处理器进行杆塔拉线张力测试的示意图，在一种可选的实施例中，以处理器为用于杆塔拉线测试的专断诊断系统为例，结合图5所示，系统首先通过wifi连接张力测试仪，获取拉线在振动时的加速度数据，并获取拉线的属性参数，拉线的属性参数可以通过用户选择预设的拉线来确定，也可以通过用户手动输入来获取，在确定了拉线的加速度数据以及属性参数，通过快速傅里叶变换得到拉线的自振频率，再根据自振频率得到拉线的张力，以及张力不平衡系数，并根据张力判据表以及逻辑运算得到张力的范围及上限以及受力不平衡系数的范围，根据拉线的张力和不平衡系数以及张力范围、张力上限值以及受力不平衡系数的范围对拉线的张力进行诊断(即测试)，得到诊断界面并生成诊断报告，诊断界面至少包括如下内容：1.实时显示测量的自振频率、张力、受力不平衡系数；2.诊断张力是否符合要求；3.诊断平衡系数是否符合要求。

图6是根据本发明实施例的一种可选的诊断界面的示意图，以提示用户的按照图6所示的界面进行操作，在激励拉线后，通过测试仪检测到加速度数值，将加速度数值传输至ZL-2进行计算，得到拉线张力，在得到拉线张力后，可以进行如下操作：1、测试操作导航；2、测试仪剧本参数设置；3、线路型号参数设置；4、线路名称/杆塔编号/拉线编号设置；5、拉线张力测试结果/调整建议；6、振动频谱波形图；7、检索/打印/帮助。

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。