輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及動彎應(yīng)變測量領(lǐng)域，具體而言，涉及一種輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，架空輸電線路是其重要的組成部分，在輸電系統(tǒng)運行中具有重要的地位。輸電線路由于長期處于野外露天環(huán)境下，很容易受到諸如風(fēng)、雨、冰霜、雷電等自然條件的影響而導(dǎo)致意外事故發(fā)生。在這些自然條件中以風(fēng)振引發(fā)的事故最多。在風(fēng)的作用下輸電線路時刻處于振動狀態(tài)，根據(jù)頻率和振幅的不同，上述的輸電線路振動大致可以分為三種:高頻微幅的微風(fēng)振動、中頻中幅的次檔距振動和低頻大振幅的舞動。在上述振動中，輸電線路微風(fēng)振動發(fā)生最為頻繁，且架空輸電線路上經(jīng)常發(fā)生超過允許幅值的微風(fēng)振動，往往會導(dǎo)致某些線路部件的疲勞損壞，如導(dǎo)地線的疲勞斷骨，金具、間隔棒及桿塔構(gòu)件的疲勞磨損等，其中，導(dǎo)線的疲勞斷股是架空輸電線路中發(fā)生最為普遍的問題，嚴(yán)重時需要將輸電線路重新更換。
[0003]針對導(dǎo)線在微風(fēng)振動中疲勞斷股的現(xiàn)象，業(yè)界普遍采用應(yīng)變力來計算導(dǎo)線的形變量，進(jìn)而計算出導(dǎo)線振動頻率、導(dǎo)線振動幅度等特征量數(shù)據(jù)。該導(dǎo)線微風(fēng)振動測量單元的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括線夾101、振動傳感器102、緊固件103、應(yīng)變片104和滾輪105，所述線夾101和緊固件103固定在導(dǎo)線106上，所述振動傳感器固定在緊固件103上，所述滾輪105與導(dǎo)線106相接觸，通過滾輪105感知導(dǎo)線106在微風(fēng)作用下所產(chǎn)生的振動，應(yīng)變片104直接測量在該點處導(dǎo)線106所產(chǎn)生的動彎應(yīng)變值，振動傳感器102直接測量在該點處導(dǎo)線106所產(chǎn)生的震動幅值。但是，該測量單元存在以下的缺陷:其屬于有損測量，即應(yīng)變片存在疲勞壽命的問題，應(yīng)變片測量精度低易受安裝工藝和工作溫度的影響，并且只能測量單一方向的振動量測量結(jié)果不精確。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型提供了一種輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，以改善現(xiàn)有動彎應(yīng)變量測量為有損測量且測量精度不高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，包括固定在待測導(dǎo)線上的線夾。所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)還包括第一測量單元及處理器，所述第一測量單元設(shè)置于距所述線夾預(yù)定距離處，所述第一測量單元包括第一兩軸加速度傳感器，所述第一兩軸加速度傳感器采集距所述線夾為預(yù)定距離處Y軸與Z軸方向上的振動加速度。所述處理器將所述第一兩軸加速度傳感器采集的振動加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到距所述線夾預(yù)定距離處的動彎應(yīng)變量。
[0007]進(jìn)一步地，上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)還包括第二測量單元，所述的第二測量單元設(shè)置于所述線夾處，所述第二測量單元包括第二兩軸加速度傳感器，所述第二兩軸加速度傳感器采集所述線夾處Y軸與Z軸方向上的振動加速度。所述處理器將所述第一兩軸加速度及第二兩軸加速度傳感器采集的振動加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到距所述線夾預(yù)定距離處相對于所述線夾處的相對動彎應(yīng)變量。通過對所述線夾與距線夾與距線夾預(yù)設(shè)距離處的振動加速度進(jìn)行測量和處理可以精確測量出距線夾預(yù)設(shè)距離處相對于線夾處的動彎應(yīng)變量的相對值。因線夾處存在振動，精確測量出距線夾預(yù)設(shè)距離處相對于線夾處的動彎應(yīng)變量的相對值更能體現(xiàn)出導(dǎo)線的疲勞程度，所以其表征的動彎應(yīng)變量的相對值更切合實際更精確。
[0008]上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)還包括存儲器。其用于存儲所述振動加速度、所述振動加速度對應(yīng)的頻域幅值、動彎應(yīng)變量及相對動彎應(yīng)變量。在所述存儲器存儲上述數(shù)據(jù)防止因故障導(dǎo)致的上述數(shù)據(jù)丟失。
[0009]上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)還包括測量主機(jī)單元，所述第一測量單元還包括第一無線收發(fā)器，所述第二測量單元還包括第二無線收發(fā)器，所述測量主機(jī)單元包括第三無線收發(fā)器。測量主機(jī)單元以一定的時間間隔通過第三無線收發(fā)器同時與所述第一測量單元的第一無線收發(fā)器及所述第二測量單元的第二無線收發(fā)器通信發(fā)送采集數(shù)據(jù)命令，所述測量主機(jī)單元通過第三無線收發(fā)器與所述第一測量單元的第一無線收發(fā)器及所述第二測量單元的第二無線收發(fā)器通信接收來自第一測量單元及第二測量單元的數(shù)據(jù)。測量主機(jī)單元以一定的時間間隔通過第三無線收發(fā)器同時與所述第一測量單元的第一無線收發(fā)器及所述第二測量單元的第二無線收發(fā)器通信發(fā)送采集數(shù)據(jù)命令，保證第一測量單元與第二測量單元測量數(shù)據(jù)的同步性，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時，所述測量主機(jī)單元通過第三無線收發(fā)器與所述第一測量單元的第一無線收發(fā)器及所述第二測量單元的第二無線收發(fā)器通信接收來自第一測量單元及第二測量單元的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的及時上傳更新。
[0010]上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)還包括后臺服務(wù)器單元，所述后臺服務(wù)器單元接收并存儲所述測量主機(jī)單元通過第三無線收發(fā)器發(fā)送的數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)是指動彎應(yīng)變量或相對動彎應(yīng)變量。后臺服務(wù)器單元接收到上述數(shù)據(jù)供工作人員查看，方便工作人員及時了解待測導(dǎo)線的疲勞狀況，以便工作人員及時檢修。
[0011]上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述的預(yù)定距離為89mm，所述進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的處理器包括:傅里葉變換模塊，用于對所述第一兩軸加速度傳感器采集距所述線夾為預(yù)定距離處Y軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gyl (η)與Z軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gzl (η)分別進(jìn)行傅里葉變換，得到頻域的幅值A(chǔ)yl (n)、Azl (η)，其中，Ayl (η)為gyl (η)對應(yīng)的頻域幅值，Azl (η)為gzl (η)對應(yīng)的頻域幅值。矢量合并模塊，用于對Ayl (η)與Azl (η)進(jìn)行矢量合并，得到振動幅值Α(η)。動彎應(yīng)變值計算模塊，用于根據(jù)公式D = 356*WIRE_D*A(n)得到動彎應(yīng)變值D，其中，WIRE_D表示為待測導(dǎo)線直徑。
[0012]經(jīng)過對單一測量處兩個方向上振動速度的測量，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到的振動幅度相對于現(xiàn)有技術(shù)中由單方向上直接測量振動幅度的方法更加精確，進(jìn)而計算出的動彎應(yīng)變值也更加精確。
[0013]進(jìn)一步地，上述所述輸電線動彎應(yīng)變量測量系統(tǒng)，所述的預(yù)定距離為89mm。所述進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的處理器包括:傅里葉變換模塊，用于對所述第一兩軸加速度傳感器采集距所述線夾為89mm處Y軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gyl (η)與Z軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gzl (η)及所述第二兩軸加速度傳感器采集距所述線夾為89mm處Y軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gy2 (η)與Z軸上的振動加速度數(shù)據(jù)gz2 (η)分別進(jìn)行傅里葉變換得到頻域的幅值A(chǔ)yl (n)，Azl (η)，Ay2 (η)，Αζ2 (η)。其中，Ayl (η)為gyl (η)對應(yīng)的頻域幅值，Azl (η)為gzl (η)對應(yīng)的頻域幅值A(chǔ)y2(n)為gy2 (η)對應(yīng)的頻域幅值，Αζ2 (η)為gz2(n)對應(yīng)的頻域幅值。矢量合并模塊，用于將 Ayl (η)減 Ay2 (η)得到 Ay (n)，Azl (η)減 Az2 (η)得到 Az