[发明专利]一种输电塔防连续倒塌系统及方法

说明书

一种输电塔防连续倒塌系统及方法，包括：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有限元分析模块；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；断线器安装在输电塔横担上，根据断线指令切断所述输电塔之间的输电导线；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。本方案中的加速度传感器和有限元分析模块获取输电塔受力情况的基础上进行危险性分析，一旦处于危险状态，断线器根据断线指令剪断输电塔与相邻输电塔之间的导线联系，防止了由于导线的牵扯而发生的输电塔连续倒塌事件，大幅度降低了输电塔发生串倒的概率。

技术领域

本发明涉及输电塔设计领域，具体涉及一种输电塔防连续倒塌系统及方法。

背景技术

在输电线路中，如果被某档距中的一根导线一旦断裂或松弛，由于相邻档距的导线没有及时切断，所以在该挂点左右两侧的导线张力差异很大，巨大的不平衡力会给该输电塔带来很大的载荷，输电塔往往会因此而倾倒。因此，在诸多时候灾害的图片中，输电塔完全倒塌后，依然有很多导线牢牢附着在输电塔上。该输电塔倾倒后，该档距内所有的导线都会松弛，张力剧烈下降，导致相邻输电塔也发生倾倒。如此恶性循环，往往导致整个耐张段的输电塔发生成串倒塌。

这样在灾后重建时，这些成串倒塌的输电塔都需要重新架立，架立完成后才能恢复供电，这样就严重影响了灾区的电力供应，并提高了重建输电线路的费用。

目前，主要通过提高输电塔的设计载荷，增大输电塔主斜材等受力部件的几何规格来减少串倒的概率。然而，在飓风不定期发生的地方，按偶然最大风速下的设计载荷来设计输电塔的受力部件是不合理的，这会导致输电塔线路的成本增大到难以承受的程度。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的增大输电塔受理部件的载荷不足以避免输电线路受自然条件破坏导致的输电塔连续倒塌的问题，本发明提供了一种输电塔防连续倒塌系统及方法。

本发明提供的技术方案是：一种输电塔防连续倒塌系统，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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；