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专利号: 2020108540639
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雷击下的输电杆塔状态监测与评估方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步、建立输电杆塔的状态监测装置,该状态监测装置包括上位机(1)、无线接收模块(2)、雷击电压信号采集器(3)、分压器(4)、同轴电缆线(42)、电缆引线(41)、接地引下线(43)绝缘支撑杆1(411)、绝缘支撑杆2(711)、接地子模块(5)、雷电冲击模拟装置(6)、编织铜带(7)、无线电流采集器(8)、同塔双回输电杆塔(9)、接地铜板(10);

所述雷电冲击模拟装置(6)的输出端通过编织铜带(7)连接至同塔双回输电杆塔(9)的顶端,且无线电流采集器(8)套接在编织铜带(7)上;

所述分压器(4)的输出端通过同轴电缆线(42)与雷击电压信号采集器(3)相连,分压器(4)的输入端经电缆引线(41)与同塔双回输电杆塔(9)的顶端相连,分压器(4)的接地端子通过接地引下线(43)与接地子模块(5)相连;

所述无线接收模块(2)接收无线电流采集器(8)采集的雷电流信号;

所述上位机(1)同时与无线接收模块(2)、雷击电压信号采集器(3)相连,接收并分析无线接收模块(2)接收的雷电流信号以及雷击电压信号采集器(3)采集的雷电压信号;

所述电缆引线(41)分两段布置,节点1(412)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分为水平布置,与接地铜板(10)平行;节点1(412)至分压器(4)之间的部分为垂直布置,与接地铜板(10)垂直;

所述编织铜带(7)分两段布置,节点2(712)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分为水平布置,与接地铜板(10)平行,且与电缆引线(41)的水平布置部分垂直;节点2(712)至雷电冲击模拟装置(6)之间的部分为垂直布置,与接地铜板(10)垂直;

所述绝缘支撑杆1(411)用于支撑节点1(412)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分电缆引线(41);所述绝缘支撑杆2(711)用于支撑节点2(712)至同塔双回输电杆塔(9)之间的部分编织铜带(7);

所述同塔双回输电杆塔(9)放置在接地铜板(10)上;

第二步、模拟雷击输电杆塔,并进行状态监测:雷电冲击模拟装置(6)输出雷电流信号,分压器(4)采集同塔双回输电杆塔(9)的顶端电压并传输至雷击电压信号采集器(3);无线电流采集器(8)采集雷电流信号并无线传输至无线接收模块(2);最终上位机接收无线接收模块(2)接收的雷电流信号以及雷击电压信号采集器(3)采集的雷电压信号;

第三步、进行输电杆塔的状态评价因子计算,由下式计算出杆塔的一级状态评价因子:式(1)中,U(t)为采集的雷电压信号,I(t)为采集的雷电流信号, 为U(t)与I(t)比值的绝对值的最大值,t为时间变量;e为自然对数的底数;D为同塔双回输电杆塔(9)的下跟开,H为同塔双回输电杆塔(9)的高度,r1为同塔双回输电杆塔(9)的顶部宽度的一半,r2为同塔双回输电杆塔(9)的中部宽度的一半,h1为同塔双回输电杆塔(9)顶部至中部的垂直距离,h2为同塔双回输电杆塔(9)中部至接地铜板(10)的垂直距离;w1为二级评价权重因子1,w2为二级评价权重因子2,Eval为杆塔的一级状态评价因子;

第四步、对输电杆塔进行状态评估:

若Eval∈(0,1.6487)∪(7.389,+∞),则判定杆塔为存在严重故障;若Eval∈[1.6487,

2.459]∪[3,7.389],则判定杆塔存在轻微故障;若Eval∈(2.459,3),则杆塔为正常状态。