[发明专利]一种输电线路微风振动感知、预警装置及方法

权利要求书

1.一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，包括：空心圆柱结构的线夹(1)、设置于所述线夹(1)内的振动传感器(7)和多个压力传感器(6)以及数据处理装置；

所述线夹(1)悬挂在输电线路的导地线上；

所述线夹(1)与所述数据处理装置连接；

所述振动传感器(7)和多个压力传感器(6)与所述数据处理装置通信连接；

所述数据处理装置对压力传感器(6)采集的导地线表面压力和振动传感器(7)采集的导地线振动加速度进行处理得到导地线气动力、振动位移、振动频率和动弯应变并发送给远端服务器。

2.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述线夹(1)横切面为圆环结构，其中内环直径与导地线外径相匹配，外环上设有多个测压孔(3)，所述振动传感器(7)和多个压力传感器(6)均设置于内环与外环之间，且每个压力传感器(6)均对应一个测压孔(3)，所述振动传感器(7)靠近内环设置。

3.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述数据处理装置包括：悬挂盒(2)、集成电路(8)、电池(9)和太阳能电池板(10)；

所述悬挂盒(2)为空心圆柱型结构，所述太阳能电池板(10)固定于所述圆柱结构的外表面上，所述集成电路(8)和电池(9)设置于所述圆柱结构内；

所述线夹(1)与所述悬挂盒(2)固定连接；

所述集成电路(8)与所述压力传感器(6)和振动传感器(7)通讯连接，用于对压力传感器(6)采集的导地线表面压力和振动传感器(7)采集的导地线振动加速度进行处理得到导地线气动力、振动位移、振动频率和动弯应变并发送给远端服务器；

所述集成电路(8)与所述电池(9)连接；

所述电池(9)与所述太阳能电池板(10)连接。

4.如权利要求3所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述集成电路(8)包括：数据采集模块、CPU计算模块、存储模块和通讯模块；

所述数据采集模块、CPU计算模块和通讯模块均与存储模块连接；

所述数据采集模块与所述压力传感器(6)和振动传感器(7)连接，采集压力传感器(6)测量的导地线表面压力和振动传感器(7)测量的导地线振动加速度；

所述CPU计算模块根据压力传感器(6)测量的导地线表面压力和振动传感器(7)测量的导地线振动加速度计算导地线气动力、振动位移、振动频率和动弯应变；

所述存储模块获取并存储所述数据采集模块采集的压力传感器(6)测量的导地线表面压力、振动传感器(7)测量的导地线振动加速度以及CPU计算模块计算的导地线气动力、振动位移、振动频率和动弯应变；

所述通讯模块将所述存储模块中的数据发送给远端服务器。

5.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述导地线气动力包括：导线轴向单位长度平均阻力和导线轴向单位长度平均升力。

6.如权利要求5所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述导线轴向单位长度平均阻力的计算式如下：

式中，F_D为导线轴向单位长度平均阻力，P_i(t)为测点i处的测点压力时程，N为展向测点总数，T为采样总时长，n为测点i与测点i-1的中线和测点i与测点i+1的中线夹角，r为导线外接圆半径(m)，θ为测点i的角度。

7.如权利要求5所述的一种输电线路微风振动感知装置，其特征在于，所述导线轴向单位长度平均升力的计算式如下：

式中，F_f为导线轴向单位长度平均升力，P_i(t)为测点i处的测点压力时程，N为展向测点总数，T为采样总时长，n为测点i与测点i-1的中线和测点i与测点i+1的中线夹角，r为导线外接圆半径(m)，θ为测点i的角度。