[发明专利]一种瓷柱绝缘子应力检测报警装置及方法

权利要求书

1.一种瓷柱绝缘子应力检测报警装置，其特征在于，所述装置包括依次相连的拉力传感器、信号调理电路、A/D转换模块、处理器、输入输出模块，以及连接在所述处理器上的预警模块；其中，

所述拉力传感器，用于采集瓷柱绝缘子母线牵引线拉力并得到非电信号，将所述得到的非电信号经转化为微位移信号后处理成微电压信号；

所述信号调理电路用于获取所述微电压信号，并调制所述微电压信号的幅值和频率；

所述A/D转换模块用于获取所述调制后的微电压信号，并将所述调制后的微电压信号进行模数转换得到瓷柱绝缘子母线牵引线拉力值；

所述处理器用于获取所述瓷柱绝缘子母线牵引线拉力值及所述输入输出模块输入的母线牵引线拉力角度参数，并根据预设的瓷柱绝缘子应力分布与力载荷的对应关系，得到瓷柱绝缘子的应力分布情况及其对应的应力最大值；

所述输入输出模块，用于响应用户对所述母线牵引线拉力角度参数的输入操作，并执行输入所述母线牵引线拉力角度参数的操作，以及显示所述瓷柱绝缘子的应力分布情况；

预警模块，用于在所述处理器判别到所述应力最大值大于预设的阈值时，进行报警处理。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号调理电路包括电桥放大电路和二阶低通滤波电路；其中，

所述电桥放大电路包括第一放大运算器、第一电压负反馈电路和带通滤波电路；其中，所述第一放大运算器的正输入端与所述拉力传感器的另一端相连，负输入端与所述第一电压负反馈电路的一端及所述带通滤波电路的一端相连，输出端与所述第一电压负反馈电路的另一端、所述带通滤波电路的另一端及所述二阶低通滤波电路的输入端相连；

所述二阶低通滤波电路包括第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、第二电压负反馈电路和第二放大运算器；其中，所述第一低通滤波电路的一端与所述电桥放大电路的第一放大运算器的输出端相连，另一端与所述第二低通滤波电路的一端、第二放大运算器的输出端、第二电压负反馈电路的一端及A/D转换模块相连；所述第二低通滤波电路的另一端与所述第二放大运算器的正输入端相连；所述第二放大运算器的负输入端与所述第二电压负反馈电路的另一端相连。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述拉力传感器为旁压式传感器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入输出模块以图形方式和/或图表方式显示所述瓷柱绝缘子的应力分布情况。

5.一种瓷柱绝缘子应力检测报警方法，其特征在于，其在如权利要求1至4中任一项所述的装置中实现，所述方法包括：

采集瓷柱绝缘子母线牵引线拉力并得到非电信号，将所述得到的非电信号经转化为微位移信号后处理成微电压信号；

调制所述微电压信号的幅值和频率，并将所述调制后的微电压信号进行模数转换得到瓷柱绝缘子母线牵引线拉力值；

响应用户对母线牵引线拉力角度参数的输入操作，并执行输入所述母线牵引线拉力角度参数的操作，且将所述母线牵引线拉力角度参数和所述瓷柱绝缘子母线牵引线拉力值，通过预设的瓷柱绝缘子应力分布与力载荷的对应关系计算得到瓷柱绝缘子的应力分布情况及其对应的应力最大值；

判别所述得到的应力最大值是否大于预设的阈值；

如果是，则输出预警信号并显示报警信息；如果否，则显示所述瓷柱绝缘子的应力分布情况。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述采集瓷柱绝缘子母线牵引线拉力并得到非电信号，将所述得到的非电信号经转化为微位移信号后处理成微电压信号的步骤之前，所述方法进一步包括步骤：

建立瓷柱绝缘子有限元模型；

对瓷柱绝缘子有限元模型进行离散处理，获得离散单元及每一离散单元对应的多个离散节点；

对所述离散单元加载不同大小和方向的力载荷，进行仿真分析，得到各离散单元的应力分析结果，并将所述得到的各离散单元应力分析结果通过各离散单元共用离散节点间的联系形成矩阵方程；

根据所述形成的矩阵方程，拟合获得瓷柱绝缘子应力与力载荷方向和大小的关系曲线图，并根据所述获得的瓷柱绝缘子应力与力载荷方向和大小的关系曲线图，得到所述预设的瓷柱绝缘子应力分布与力载荷的对应关系。