一种电力铁塔塔身结构受力变形的在线监测系统的制作方法

一种电力铁塔塔身结构受力变形的在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型具体设及电力铁塔塔身结构受力变形在线监测系统，属光电子测量技 术领域。
【背景技术】
[0002] 作为电力铁塔的重要组成部分，塔身主材结构具体指塔身立体巧架的四根主要杆 件，是电力铁塔受力的主要支撑构件，承受铁塔整体的水平和垂直载荷。由于地震、强风载 荷、线路覆冰等自然灾害的影响，塔身主材受力形变会明显增加，将可能发生压坏、拉坏等 现象，严重时还会发生倒塔断线事故。2010年谢强等人为研究风荷载下覆冰导线动张力对 输电塔结构的动力作用，利用光纤化agg光栅应变传感器，通过覆冰特高压输电塔分裂导 线親联体系风洞试验测得了导线的动应变，不平衡张力是容易成为输电塔结构破坏的重要 原因。2013年黄平平等人通过光纤化agg光栅应变传感器测试铁塔S条料拉索的应变，计 算出铁塔塔顶的摆幅，倾料度误差约1/24000,能够满足铁塔安全报警的要求，可W代替人 工定期测试的方法。因此，在电力铁塔的运行使用过程中，迫切需要一套实时、可靠的监测 系统对电力铁塔塔身的受力变形情况进行实时监测。

【发明内容】

[0003] 本实用新型的目的是提供电力铁塔塔身结构受力变形的光纤化agg光栅在线监 测系统，其测量准确，更能反映塔身结构受力变形的复杂情况，可W实现实时在线监测。该 系统可W提示工作人员对电力铁塔塔身结构受力运行情况进行预防性的调整，可W避免电 力铁塔塔身因受力变形增大影响而出现压坏、拉坏等现象。
[0004] 实现本实用新型目的所采取的技术方案是：
[0005] 一种电力铁塔塔身结构受力变形的在线监测系统，本实用新型特征是：包括光纤Bragg光栅应变传感器，光纤化agg光栅应变传感器通过接线盒引出光纤与光纤光栅解码 仪连接，光纤光栅解码仪与上位机连接，上位机与显示器连接；其中光纤光栅解码仪、上位 机、显示器设置在变电站主控室内。
[0006] 本实用新型将光纤化agg光栅应变传感器焊接安装在电力铁塔塔身主材的表面， 将塔身结构受力变形的应力转换成光纤化agg光栅的波长移位，光纤化agg光栅通过引出 光纤与光纤光栅解码仪连接，利用光纤光栅解码仪得到光纤化agg光栅中屯、波长的移位 值。
[0007] 本实用新型所述的光纤化agg光栅应变传感器的最佳测点位于4根电力铁塔塔身 主材的表面的1/2处，该样可W有效获得较准确的光纤化agg光栅的波长移位值。
[000引本实用新型在线监测系统具体应用在云南楚雄腰站220KV变电站当中。
[0009] 本实用新型所使用的光纤化agg光栅应变传感器的数学模型如下：
[0010] 当外界轴向应变e作用于传感器两侧法兰盘时，法兰盘间距变化量AL为法兰盘 间距Li与轴向应变之间乘积，即：
[0011] AL=LiXe(1)
[0012] 法兰盘通过螺纹固定在不诱钢管两端，法兰盘间距变化量与内部不诱钢管伸长量 相同，即内部不诱钢管伸长量也为AL。
[0013] 由于内部不诱钢管中间部位管径较小，横截面积小；两侧管径较大，横截面积大， 形变主要发生在内部不诱钢管中间部位（长度为L2)。忽略两侧较粗管径部位不诱钢管的 形变，不诱钢管中间细管部位伸长量为即；
[0014] AL=LgXe' (2)
[0015] 其中，e'为不诱钢管中间部位应变量。
[0016] 光纤化agg光栅经环氧树脂胶固定在内部不诱钢管内，由环氧树脂胶限位堵头控 制粘接位置为不诱钢管中间部位两侧，因此，光纤化agg光栅发生均匀轴向应变为：
[0017]
【主权项】
1. 一种电力铁塔塔身结构受力变形的在线监测系统，其特征是：包括光纤Bragg光栅 应变传感器，光纤Bragg光栅应变传感器通过接线盒引出光纤与光纤光栅解码仪连接，光 纤光栅解码仪与上位机连接，上位机与显示器连接；其中光纤光栅解码仪、上位机、显示器 设置在变电站主控室内。
【专利摘要】一种电力铁塔塔身结构受力变形的在线监测系统，包括光纤Bragg光栅应变传感器，光纤Bragg光栅应变传感器通过接线盒引出光纤与光纤光栅解码仪连接，光纤光栅解码仪与上位机连接，上位机与显示器连接；其中光纤光栅解码仪、上位机、显示器设置在变电站主控室内。本实用新型专利监测系统准确、可靠，更能反映塔身受力变形的复杂情况，可实现实时在线监测。
【IPC分类】G01B11-16
【公开号】CN204612672
【申请号】CN201420849595
【发明人】王达达, 胡明耀, 王洪亮, 张少泉, 李川
【申请人】云南电网公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年12月29日