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专利号: 2020108540658
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:2024-05-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑多重雷击的输电杆塔安全风险测评系统,其特征在于,包括以下步骤:

第一步、建立考虑多重雷击的输电杆塔安全风险测评装置,该风险测评装置包括上位机(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)、酒杯型输电杆塔(9)、接地铜板(10)、时序开关模拟器(11);

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

所述时序开关模拟器(11)的输入端与上位机(1)相连,输出端与雷电冲击模拟装置(6)相连;所述时序开关模拟器(11)的内部含有开关1(111)、开关2(112)、开关3(113)、开关4(114)、开关5(115)、开关6(116);

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)与酒杯型输电杆塔(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)至酒杯型输电杆塔(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)至酒杯型输电杆塔(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)至酒杯型输电杆塔(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)至酒杯型输电杆塔(9)之间的部分编织铜带(7);

所述酒杯型输电杆塔(9)放置在接地铜板(10)上;

第二步、模拟多重雷击输电杆塔,并进行状态监测:

通过控制上位机(1)发出时序命令控制时序开关模拟器(11)中的开关1(111)、开关2(112)、开关3(113)、开关4(114)、开关5(115)、开关6(116)的开断,进而控制雷电冲击模拟装置(6)输出多重雷电流信号,分压器(4)采集酒杯型输电杆塔(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,由下式计算杆塔的一级状态评价因子:

式(1)中,i表示第i重雷击,Ui(t)为采集的第i重雷击的雷电压信号,Ii(t)为采集的第i重雷击的雷电流信号, 为Ui(t)与Ii(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为酒杯型输电杆塔(9)的下根开,H为酒杯型输电杆塔(9)的高度,r1为酒杯型输电杆塔(9)的顶部宽度的一半,r2为酒杯型输电杆塔(9)的中部宽度的一半,h1为酒杯型输电杆塔(9)顶部至中部的垂直距离,h2为酒杯型输电杆塔(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,Ev为杆塔的一级状态评价因子,n为多重雷击的重数,pi为第i重雷击的权重因子;

第四步、依据杆塔的一级状态评价因子,对输电杆塔进行安全风险测评:

若Ev∈(0,1.822)∪(5.296,+∞),则判定杆塔为存在严重故障;若Ev∈[1.822,2.34]∪[3.241,5.296],则判定杆塔存在轻微故障;若Ev∈(2.34,3.241),则杆塔为正常状态。