[发明专利]一种输电塔防连续倒塌系统及方法

权利要求书

1.一种输电塔防连续倒塌系统，其特征在于，所述系统，包括：

加速度传感器、有限元分析模块和多个断线器；

所述加速度传感器安装于输电塔的测点处，采集所述输电塔的加速度数据，得到采样时刻对应的加速度数据并发送至所述有限元分析模块；

所述有限元分析模块安装于计算机上，用于根据所述加速度数据，判断是否发送断线指令；

所述断线器安装在输电塔横担上，根据所述断线指令切断所述输电塔之间的输电导线；

所述加速度传感器与所述有限元分析模块以及所述断线器通讯连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加速度传感器，包括：

采集模块和数据传递模块；

所述采集模块安装在输电塔的测点处，根据预设的采样时刻采集所述输电塔的加速度数据，得到采样时刻对应的加速度数据；

所述数据传递模块将所述采样时刻对应的加速度数据传送至所述有限元分析模块。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有限元分析模块，包括：

建模子模块；

所述建模子模块，用于构建和更新待测输电塔和导线的几何模型，并通过梁单元受力分析和索单元受力分析，生成有限元模型，并将所述有限元模型上的预设位置的自由度设置为预设值，得到初始有限元模型。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述有限元分析模块还包括：计算子模块、判断子模块和优先级模块；

所述计算子模块，将所述采样时刻对应的加速度数据增加到所述初始有限元模型上，得到有限元模型上的轴力和弯矩，并根据所述轴力和弯矩，计算得到所述输电塔当前的应力；

所述判断子模块，判断当前应力是否小于预设的危险临界值，若小于，则所述输电塔为安全状态，不制定断线指令；否则，所述输电塔为危险状态，制定断线指令；

所述优先级模块与所有所述切断器连接，用于按照输电塔横担上的断线器的优先级顺序，将所述断线指令发送至优先级最高的断线器。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述轴力通过下式计算：

N＝ma

其中，N为轴力，m为所述输电塔受力部分的质量，a为所述加速度传感器采集的加速度数据。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输电塔的当前应力通过下式计算：

其中，f为所述输电塔的当前应力，γ为截面塑性发展系数，W为截面弹性模量，N′_E为考虑抗力分项系数后的欧拉临界承载力，M为合成弯矩，N为轴力，β为等效弯矩系数。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输电塔横担上断线器的优先级顺序，包括：

基于断线器在输电塔横担上的位置，按照由上至下，由内至外优先级递减进行设定。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

断线器安装在输电塔横担的每条输电导线挂点之间。

9.一种输电塔防连续倒塌方法，其特征在于，包括：

安装于输电塔的测点处的加速度传感器采集所述输电塔的加速度数据，得到采样时刻对应的加速度数据，并实时发送到有限元分析模块；

安装于计算机上的有限元分析模块实时接收所述采样时刻对应的加速度数据，并根据所述加速度数据判断所述输电塔的危险状态，当判断输电塔处于危险状态时，向断线器发送断线指令，否则，不发送；

安装于输电塔横担上的断线器根据所述断线指令切断所述输电塔之间的输电导线。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述安装于输电塔的测点处的加速度传感器采集所述输电塔的加速度数据，得到采样时刻对应的加速度数据，并实时发送到有限元分析模块，包括：

加速度传感器中的采集模块根据预设的采样时刻采集所述输电塔的加速度数据，得到采样时刻对应的加速度数据；

加速度传感器中的数据传递模块将所述采样时刻对应的加速度数据传送至所述有限元分析模块。