CN110927259B - 可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置、系统及方法，包括：托板，在托板上布设的信号传输模块、信号探测模块和动力模块，安装于托板下部的声发射传感器，连接托板与声发射传感器的伸缩杆，设置于托板与声发射传感器上的电磁装置，对称安装在托板下部的第一、第二气悬浮滑槽，以及设置在托板下部、与第一/第二气悬浮滑槽滑动连接的连接件。本公开安装操作简便，可检测导线各个位置的疲劳损伤情况。

Description

可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置、系统及方法

技术领域

本公开属于输电线路导线结构监测技术领域，具体涉及一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

架空输电导线多采用钢芯铝绞线，是输电电流的载体，输电导线的安全稳定运行，直接关系到国家电力事业甚至经济建设。但是，架空导线在其运行时会长期受到风吹、日晒、冰冻等环境影响，使导线长期处于温度变化和疲劳振动之中。对导线疲劳损伤影响最严重便是微风振动，时间约占全年的30％-50％，长时间的微风振动便会使导线受到疲劳损伤甚至断股断线。因此，对导线的疲劳损伤进行长期监测和定期检测对于输电线路的安全稳定运行有着重要意义。

但是目前的输电线路架空导线疲劳监测，大多只是对微风振动响应进行监测，没有对于导线本身疲劳损伤情况进行实时监测和定期检测，可能会对导线损伤破坏发现不及时，而且大多数监测装置移动不够灵活，监测范围有限，不能沿线路移动来监测整条导线的疲劳损伤。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置、系统及方法，本公开安装操作简便，可检测导线各个位置的疲劳损伤情况。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，包括：

托板，

在托板上布设的信号传输模块、信号探测模块和动力模块，

安装于托板下部的声发射传感器，

连接托板与声发射传感器的伸缩杆，

设置于托板与声发射传感器上的电磁装置，

对称安装在托板下部的第一、第二气悬浮滑槽，

以及设置在托板下部、与第一/第二气悬浮滑槽滑动连接的连接件。

作为可选择实施方式，所述信号传输模块包括电连接的信号放大器与无线传输装置。

作为可选择实施方式，所述信号探测模块包括双延时继电器与电磁装置，且双延时继电器与电磁装置和声发射传感器电连接。

作为可选择实施方式，所述动力模块包括空气压缩机和喷气式推进器，所述空气压缩机为喷气式推进器和气悬浮滑槽提供动力。

作为可选择实施方式，所述第一、第二气悬浮滑槽为半圆形。

作为可选择实施方式，所述第一、第二气悬浮滑槽可闭合包裹待检测架空导线。

作为可选择实施方式，所述连接件包括对称设置在托板下部的第一、第二连接杆，以及分别设置于第一、第二连接杆下端的第一、第二滚轴，所述第一滚轮与第一气悬浮滑槽外表面滑动接触，所述第二滚轮与第二气悬浮滑槽外表面滑动接触。

作为可选择实施方式，所述托板上设置有外壳，所述外壳容纳所述信号传输模块、信号探测模块和动力模块。

作为可选择实施方式，所述托板上还设置有供电模块，所述供电模块为信号传输模块、信号探测模块、动力模块和声发射传感器进行供电。

作为可选择实施方式，所述托板与声传感器的电磁装置通过伸缩杆连接，由双延时继电器对电磁装置定时通/断电。

一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测系统，包括上述装置和信号处理分析端，两者之间无线通信。

基于上述疲劳损伤监测装置的工作方法，将第一、第二气悬浮滑槽包裹在待测导线表面，使整个监测装置与待测导线不直接接触；

利用动力模块驱动整个装置移动，对待测导线不同检测点进行监测；

当装置移动时，对电磁装置通电，声传感器被吸附在托板上，当装置工作时，对电磁装置断电，声传感器落在待测导线表面，对信号进行检测；

检测的信号经过放大后传输给远端的信号处理分析端。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开采用声发射检测方法对疲劳损伤进行监测，声发射检测方法是一种无损检测方法，与其他无损检测方法相比，声发射检测方法具有对材料的敏感性较高、对构件的几何形状不敏感、对被检件的接近要求不高、可进行整体检测等优点，非常适合对野外运行的输电导线进行监测；

(2)本公开采用无线传输装置将监测信号发送给信号处理分析装置，避免了采用有线传输需考虑在野外布线的烦恼，具有综合成本低，性能稳定、组网灵活，可扩展性好、维护费用低等优点；

(3)本公开设置有气悬浮滑槽包裹在导线表面，避免了装置与导线直接接触，对导线造成损伤，并且能使装置的移动平稳,受到的摩擦小；

(4)本公开采用小型喷气推进器作为动力装置，由空压机为其供给空气，整个装置由太阳能便携式移动电源进行供电，能源清洁有效，对输电线路无影响；

(5)本公开中托板与传感器通过电磁装置连接，并由双延时继电器对电磁装置定时通断电，当装置移动时，对电磁装置通电，传感器被吸附在托板上，当装置工作时，对电磁装置断电，传感器落在导线表面，对信号进行检测。传感器上连接有伸缩杆，起缓冲作用。保证了装置的灵活多变。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开的侧视结构示意图；

图2为本公开的主视结构示意图；

图3为本公开的俯视结构示意图；

图4为本公开各部件连接结构框图；

其中：1-电磁装置，2-声发射传感器，3-伸缩杆，4-第一连接杆，5-第一滚轴，6-第一气悬浮滑槽，7-托板，8-双延时继电器，9-保护外壳，10-信号放大器，11-无线传输装置，12-电源，13-空气压缩机，14-喷气式推进器，15-第二连接杆，16-第二滚轴，17-第二气悬浮滑槽。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，如图1至图3所示，包括托板7、由螺栓固定在托板上的信号放大器10、无线传输装置11、小型空气压缩机13、电源12、双延时继电器8、小型喷气式推进器14，安装在托板下部的声发射传感器2、连接托板与声发射传感器的伸缩杆3、托板与声发射传感器上的电磁装置1、安装在托板下部中间的左右对称的第一、第二气悬浮滑槽6、17，以及安装在托板顶部的保护壳9。

第一、第二气悬浮滑槽与托板通过第一、第二连杆连接4、15，第一、第二连杆4、15与第一、第二气悬浮滑槽6、17之间安装有第一、第二滚轴5、16，可以使第一、第二气悬浮滑槽6、17在横向自由转动。装置工作时，两个对称的气悬浮滑槽6、17包裹闭合，悬浮在架空导线表面。避免了装置与导线直接接触，对导线造成损伤，并且能使装置的移动平稳，受到的摩擦小。

托板上各装置通过螺栓与托板7固定。信号放大器10与无线传输装置11电连接形成信号传输模块；双延时继电器8与电磁装置1和声发射传感器2电连接形成信号探测模块；空气压缩机13分别和喷气式推进器14、第一、第二气悬浮滑槽6、17连接组成动力模块。各模块均与电源12连接，由其供给电能。

在本实施例中，双延时继电器8选用SSJ8系列高精度时间继电器，型号为SSJ8-12C；电磁装置1可进行定制；声发射传感器2选用SR150M声发射传感器。

第一、第二气悬浮滑槽与托板通过第一、第二连杆连接，第一、第二连杆与第一、第二气悬浮滑槽之间安装有第一、第二滚轴，可以使气悬浮滑槽在横向自由转动。装置工作时，两个对称的气悬浮滑槽包裹闭合，悬浮在架空导线表面。

保护壳9采用2mm厚的铝合金板，托板采用75mm厚的钢板，装置中的伸缩杆、连接杆、滚轴、气悬浮滑槽均采用钢材料制成。

装置工作时，可通过双延时继电器8对电磁装置1的电源进行通断，当装置移动时，对电磁装置1通电，声发射传感器2被吸附在托板上，当装置工作时，对电磁装置1断电，声发射传感器2落在导线表面，对信号进行检测。声发射传感器上连接有伸缩杆3，起缓冲作用。保证了装置的灵活多变。

在本实施例中，信号放大器10选用PAS声发射前置放大器，型号为SAEPA2；无线传输装置11选用双向混合无线信号传输器，型号为DTD122FHC/DTD122FHEY。

信号放大器10对声发射传感器2采集的信号进行放大，并由无线传输装置11发送给设立在远端的信号处理分析系统。采用无线传输装置11将监测信号发送给信号处理分析装置，避免了采用有线传输需考虑在野外布线的烦恼，具有综合成本低，性能稳定、组网灵活，可扩展性好、维护费用低等优点。

在本实施例中，空气压缩机13选用硅莱便携式静音空压机，型号为GA81/15；整个装置由太阳能便携式移动电源12进行供电，能源清洁有效，对输电线路无影响。

需要说明是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：包括：

托板，

在托板上布设的信号传输模块、信号探测模块和动力模块，

安装于托板下部的声发射传感器，

连接托板与声发射传感器的伸缩杆，

设置于托板与声发射传感器上的电磁装置，所述托板与声发射传感器的电磁装置通过伸缩杆连接，电磁装置通电时，声发射传感器被吸附在托板上；电磁装置断电时，声发射传感器落在导线表面；

对称安装在托板下部的第一、第二气悬浮滑槽，

以及设置在托板下部、与第一/第二气悬浮滑槽滑动连接的连接件；所述连接件包括对称设置在托板下部的第一、第二连接杆，以及分别设置于第一、第二连接杆下端的第一滚轴、第二滚轴，所述第一滚轴与第一气悬浮滑槽外表面滑动接触，所述第二滚轴与第二气悬浮滑槽外表面滑动接触；所述动力模块包括空气压缩机和喷气式推进器，所述空气压缩机为喷气式推进器和气悬浮滑槽提供动力。

2.如权利要求1所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：所述信号传输模块包括电连接的信号放大器与无线传输装置。

3.如权利要求1所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：所述信号探测模块包括双延时继电器与电磁装置，且双延时继电器与电磁装置和声发射传感器电连接；

由双延时继电器对电磁装置定时通/断电。

4.如权利要求1所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：所述第一、第二气悬浮滑槽为半圆形，可闭合包裹待检测架空导线。

5.如权利要求1所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：所述托板上设置有外壳，所述外壳容纳所述信号传输模块、信号探测模块和动力模块。

6.如权利要求1所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置，其特征是：所述托板上还设置有供电模块，所述供电模块为信号传输模块、信号探测模块、动力模块和声发射传感器进行供电。

7.一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测系统，其特征是：包括如权利要求1-6中任一项所述的装置和信号处理分析端，两者之间无线通信。

8.基于权利要求1-6中任一项所述的一种可移动架空输电导线疲劳损伤监测装置的工作方法，其特征是：将第一、第二气悬浮滑槽包裹在待测导线表面，使整个监测装置与待测导线不直接接触；

利用动力模块驱动整个装置移动，对待测导线不同检测点进行监测；

当装置移动时，对电磁装置通电，声传感器被吸附在托板上，当装置工作时，对电磁装置断电，声传感器落在待测导线表面，对信号进行检测；

检测的信号经过放大后传输给远端的信号处理分析端。

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