一種輸電塔振動監測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種輸電塔振動監測系統，包括用于監測輸電塔的振動并根據振動產生模擬信號的傳感器、與傳感器相連用于對模擬信號進行放大、濾波并轉化為數字信號的信號處理模塊、與信號處理模塊相連用于對數字信號進行預處理的數據處理模塊、以及與傳感器、信號處理模塊、數據處理模塊分別相連用于供電的電源模塊；系統還包括與數據處理模塊相連的無線通信模塊和與無線通信模塊無線通信連接的監控終端，無線通信模塊用于將預處理過的數字信號發送至監控終端進行監測和預警。實施本實用新型專利技術能夠離線監測輸電塔振動，準確性高，安全可靠，可為輸電塔設計及制定標準提供動力實測數據，同時可用于輸電線路日常檢測，以解決人工巡檢困難的問題。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種輸電塔振動監測系統
本技術涉及一種輸電塔振動監測系統，屬于電力系統
。
技術介紹
每年在各地發生的倒塔事故造成的直接和間接的經濟損失已成為電網安全的嚴重隱患。造成輸電塔倒塔事故的原因與設計標準、所在地不同的氣象環境、塔身高度、塔間距、基礎地質條件等各種因素有關，十分復雜，還沒有找到可靠的實用的評估及預警方法。在各種原因中可以簡單分類為外部環境及內部結構兩個方面。外部載荷可分為靜載荷(導線自重、裹冰、靜風壓力等)及動載荷(導線舞動、陣風、龍卷風、地震、泥石流山體滑坡等)，內部結構破壞原因可分為構件材料強度超限、失穩、振動疲勞等。上述外部作用和內部結構綜合造成的事故可簡單區分為靜力和動力兩類。目前，輸電塔設計規范主要依據是靜力，國家標準其強度冗余度不是很高。在動力載荷和動強度方面考慮很少。由于輸電塔覆蓋全國城鄉平原山區江湖河海，500kV及以上輸電線路長度已超過10萬公里，輸電塔數十萬臺，人工巡檢十分困難，只能在事故發生以后進行處理。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服上述
技術介紹
的不足，提供一種輸電塔振動監測系統，該系統可以離線監測輸電塔振動，準確性高，安全可靠，可以為輸電塔設計及制定標準提供動力實測數據，同時可用于輸電線路日常檢測，以解決人工巡檢困難等問題。本技術解決其技術問題采用的技術方案是，提供一種輸電塔振動監測系統，包括用于監測輸電塔的振動并根據監測到的振動產生模擬信號的傳感器、與所述傳感器相連用于對所述傳感器測量到的模擬信號進行放大、濾波并轉化為數字信號的信號處理模塊、與所述信號處理模塊相連用于對所述數字信號進行預處理的數據處理模塊、以及與所述傳感器、信號處理模塊、數據處理模塊分別相連用于供電的電源模塊；所述輸電塔振動監測系統還包括與所述數據處理模塊相連的無線通信模塊和與所述無線通信模塊無線通信連接的監控終端，所述無線通信模塊用于將經過所述數據處理模塊預處理過的數字信號發送至監控終端進行監測和預警。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述傳感器為動圈往復式拾振器。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述信號處理模塊包括用于將所述模擬信號進行放大的信號放大器、用于濾掉所述模擬信號高頻分量的高通濾波器、用于濾掉所述模擬信號低頻分量的低通濾波器和用于將放大和濾波后的模擬信號轉換為數字信號的A/D轉換器。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述數據處理模塊為中央處理器，用于對所述數字信號進行預處理。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述電源模塊為太陽能蓄電池、鋰電池、線圈感應取電裝置中的任意一種。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述無線通信模塊用于將所述數據處理模塊預處理過的數據通過GSM/CDMA/GPRS/3G網絡發送至所述監控終端，對于無GSM/CDMA/GPRS/3G覆蓋的輸電塔處使用無線射頻方式進行通信。在本技術所述的輸電塔振動監測系統中，所述監控終端為計算機，用于對接收到的數據進行存儲、分析和顯示，并進行自動預警。因此，本技術可以獲得以下的有益效果:采用太陽能蓄電池、鋰電池或線圈感應取電裝置供電，節能環保，體積小、重量輕且攜帶方便；可以離線監測輸電塔振動，準確性高，安全可靠，為輸電塔設計及制定標準提供動力實測數據；用于輸電線路日常檢測，解決了人工巡檢困難等問題?！靖綀D說明】下面將結合附圖及實施例對本技術作進一步說明，附圖中:圖1是本技術一個實施例的輸電塔振動監測系統的結構示意圖；圖2是本技術一個實施例的信號處理模塊的工作原理示意圖?！揪唧w實施方式】為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。圖1是本技術一個實施例的輸電塔振動監測系統的結構示意圖。如圖1所示，系統包括傳感器1、與傳感器I相連的信號處理模塊2、與信號處理模塊2相連的數據處理模塊3和與傳感器1、信號處理模塊2、數據處理模塊3分別相連的電源模塊4 ;輸電塔振動監測系統還包括與數據處理模塊3相連的無線通信模塊5和與無線通信模塊5無線通信連接的監控終端6。在本實施例中，傳感器1、信號處理模塊2、數據處理模塊3、電源模塊4和無線通信模塊5集成在同一振動檢測裝置內并安裝在輸電塔上，監控終端6為可用于監控的計算機，監控終端6可同時監控安裝在不同輸電塔上的多個振動檢測裝置的振動情況。在本實施例中，傳感器I采用中國地震局工程力學研究所941B型拾振器，它屬于動圈往復式拾振器，主要用于地面和結構物的脈動測量。拾振器設有加速度、小速度、中速度和大速度四檔，輸電塔振動監測時采用中速度檔進行振動測量，用于監測輸電塔的振動，并根據監測到的振動產生模擬信號。信號處理模塊2用于振動信號的放大、濾波以及將放大和濾波后的模擬信號轉換為數字信號。根據輸電塔結構的振動特點，在自然環境下的振動微弱，所以必須具有足夠大的放大倍數，另外輸電塔結構振動的固有頻率很低，必須具有很好的低通濾波器且截止頻率很低。本實施例中的信號處理模塊2包括信號放大器21、高通濾波器22、低通濾波器23和A/D轉換器24。信號放大器21將用于將振動信號進行放大，放大倍數范圍為I?1000倍；高通濾波器22濾掉放大后的信號中的高頻分量，高通濾波器22的下限頻率為0.0lHZ ；低通濾波器23濾掉放大后的信號中的低頻分量，低通濾波器截止頻率為5HZ ；A/D轉換器24將放大和濾波后的模擬信號轉化為數字信號，以方便數據處理模塊3對其進行采集和預處理。數據處理模塊3用于采集現場數據并進行預處理，數據處理模塊3由數據采集卡和工業控制計算機組成。數據采集卡采用PC16224型數據采集卡，輸入分辨率為16位，采樣頻率500kHZ。工業控制計算機采用IPC-610H工控機。數據處理模塊采集數字信號并進行預處理的過程為:根據預定的采集頻率或觸發條件，控制傳感器啟動，采集相應的數字信號并進行存儲，當出現異常情況時將報警信號通過無線通信模塊5發送至監控終端6進行報警，工作完畢后可自動進入休眠待命狀態。同時數據采集模塊3還可通過無線通信模塊5與監控終端6進行無線網絡數據傳輸，更新應用程序，發送存儲的歷史信息或執行相應的動作。電源模塊4可以是太陽能蓄電池、鋰電池、線圈感應取電裝置中的任意一種。采用太陽能蓄電池、鋰電池或線圈感應取電裝置供電，體積小、重量輕且易攜帶，安裝維護較為方便，同時具有節能環保的特點。無線通信模塊5用于將數據處理模塊3處理過的數據或報警信號通過GSM/CDMA/GPRS/3G網絡發送至監控終端6，對于無GSM/CDMA/GPRS/3G覆蓋的輸電塔處使用無線射頻方式進行通信。監控終端6對輸電塔振動相關數據進行存儲和顯示，并進一步進行數據的分析和處理，完成對輸電塔振動的幅度、頻率等參數的監控和預警，具有數據存儲、歷史數據查詢、報表、打印、曲線圖繪制等功能，可對輸電塔振動情況進行定性、定量分析。監控終端6為可用于進行監控的具有無線通信功能模塊的計算機，同時本實施例的輸電塔振動系統支持使用手機通過網絡連接至監控終端6進行數據查詢和報警接收。圖2是本技術一個實施例的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸電塔振動監測系統，其特征在于，包括用于監測輸電塔振動并根據監測到振動產生模擬信號的傳感器（1）、與所述傳感器（1）相連用于對所述傳感器（1）測量到的模擬信號進行放大、濾波并轉化為數字信號的信號處理模塊（2）、與所述信號處理模塊（2）相連用于對所述數字信號進行預處理的數據處理模塊（3）、以及與所述傳感器（1）、信號處理模塊（2）、數據處理模塊（3）分別相連用于供電的電源模塊（4）；所述輸電塔振動監測系統還包括與所述數據處理模塊（3）相連的無線通信模塊（5）和與所述無線通信模塊（5）無線通信連接的監控終端（6），所述無線通信模塊（5）用于將經過所述數據處理模塊（3）預處理過的數字信號發送至監控終端（6）進行監測和預警。

【技術特征摘要】
1.一種輸電塔振動監測系統，其特征在于，包括用于監測輸電塔振動并根據監測到振動產生模擬信號的傳感器(I)、與所述傳感器(I)相連用于對所述傳感器(I)測量到的模擬信號進行放大、濾波并轉化為數字信號的信號處理模塊(2)、與所述信號處理模塊(2)相連用于對所述數字信號進行預處理的數據處理模塊(3)、以及與所述傳感器(I)、信號處理模塊(2)、數據處理模塊(3)分別相連用于供電的電源模塊(4);所述輸電塔振動監測系統還包括與所述數據處理模塊(3)相連的無線通信模塊(5)和與所述無線通信模塊(5)無線通信連接的監控終端(6 )，所述無線通信模塊(5 )用于將經過所述數據處理模塊(3 )預處理過的數字信號發送至監控終端(6)進行監測和預警。2.如權利要求1所述的輸電塔振動監測系統，其特征在于，所述傳感器(I)為動圈往復式拾振器。3.如權利要求2所述的輸電塔振動監測系統，其特征在于，所述信號處理模塊(2)包括用于將所述模擬信號進行放大的信號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何海清，林勇，陶云春，吳燦輝，寸凱，黃繼盛，郜春潮，鄭龍，羅正昆，劉麗琴，
申請(專利權)人：云南電網公司臨滄供電局，昆明盛潤泰電子技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：