[发明专利]一种测量杆塔振动模态的方法

说明书

本发明公开了一种测量杆塔振动模态的方法，其包含测量方案以及模态算法，将光纤传感器安装到高压输电线路杆塔主材上，进行时空分辨的振动数据探测，以理论模态为基组通过矢量分解算法分解出各模态强度，可填补杆塔振动模式现场测量的技术空白，为杆塔的运行维护提供关键的数据。

技术领域

本技术涉及输电线路杆塔振动的测量技术领域，具体涉及一种确定杆塔振动模态的方法。

背景技术

高压输电线路杆塔的振动是造成杆塔塔材老化损害的主要因素，关键部位金具的磨损或松动是造成线路故障的潜在原因。目前对该方面隐患的监控手段主要为人工巡视线路并上塔检查磨损和松动的情况，其工作量在线路常规运维工作占据较大的比重。一些新的监测手段如振动传感器（位移、加速度等）安装到杆塔上，则可远程监测振动过程中杆塔特定部位的振动频率和强度。

由于杆塔的振动受环境条件影响，不同时段所产生的振动模式各不相同，而每种振动模式下的危险部位或者振动强点也不相同，因此监控其实际发生的振动模式是首要问题。目前的点式测量技术虽然可以通过对比频率或者增加布点的方法获得部分模式信息，然而均不实用，前者受困于杆塔振动频率的复杂性，频谱上多个频率同时出现且模态频率接近时，难以确定模态，后者则需要较多台振动传感器共同工作，且只能测量到与传感器安装位置相关的特定维度的模式振动。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种输电线路杆塔振动模态测量方法，解决测量杆塔实际振动模态的技术困难,克服现有技术的不足。

本发明技术方案为：在杆塔上安装分布式光纤传感器，测量各时间段内杆塔上各点的振动数据。将测量的振动空间分布按照矢量分解出各模态的振动强度。

其中的光纤传感器分布式安装在杆塔主材上，光纤外接振动传感探测系统，对光纤进行时空分辨的探测取得任意时间内光纤各段对应杆塔各位置的振幅。

其中的理论模态空间分布由数值模拟给出，并采取正交分解的方法将测量分布分解到理论模态上，获得各模态的振动强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明解决了对现场环境下杆塔实际振动模式的探测方法问题，为杆塔维护检修和改造提供关键指导数据。

附图说明：

图1是本发明的整体示意图；

图2是探测安装结构示意图；

图3为模态算法示意图。

图中：1、杆塔，2、光纤传感器，3、振动探测主机。

具体实施方式

本发明提供一种杆塔振动模态测量的方法，其整体示意如图1，包括杆塔上的光纤传感器、探测主机、以及模态算法。传感光纤通过某种方式固定到杆塔主材上，一端通过光纤跳线连接振动探测主机，测量数据进入模态算法处理输出各模态及其强度。

传感光纤可为电力常规的通信光纤，型号可选为标准的G652。探测主机可选为相位敏感的光时域反射仪，在相位探测的设置下，其可实现频率与振幅的测量。探测主机通过向光纤内发射特定的光脉冲，并接收不同时刻从不同位置返回的散射光脉冲实现空间分布的测量。采用小于杆塔主塔材尺度的空间探测分辨率与脉冲宽度即可保证实现对杆塔主材各处的空间分辨式测量，常规设置如：空间分辨率1m，脉宽10ns。