FBG传感器监测气候条件对电力铁塔横担应变的影响.pdf

传感器与微系统( Iransducer and Microsystem Technologies)
2014年第33卷第4期
FBG传感器监测气候条件对电力铁塔横担应变的影响
刘江,闫思安,李川,赵振刚,谢涛,李英娜
(昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650051)
摘要:在电力塔架横担长期运营过程中,绝缘横担的应力变化复杂。对横担应力的实时监测是保证塔
架横担长期安全稳定的一个重要因素。提出一种可以把横担主材所受应力变化转换成光纤Brag光栅
(FBG)波长移位量的FBC应变传感器应用于变电站的电力塔架上。根据盐津变电站的气候特点,在塔架
上下桁架主材表面中心处安装4只应变传感器。针对2011年2月份的气候条件,应变监测范围为
58.05×10~-242.52×10;同时在监测过程中2011年1月12日上午10点出现降雪、降雨天气,应
变监测范围为-983.71x10~-3.46×10,并在10点4只应变传感器同时出现波动变化。实验表明正
常情况下,电缆风舞、降雪、降雨等气侯条件主要引起了电力铁塔中横担的形变。
关键词:横担;应力;光纤Brag光栅;气侯条件;形变
中图分类号:TM754
文献标识码;
文章编号:10009787(2014)04-0062-03
Effect of climate conditions monitored by FBG sensors on
electricity tower cross arm strain
ITU Jiang, YAN Si-an, I. Chuan, ZHAO Zhen-gang, XTE Tao, II Ying-na
School of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and
Technology, Kunming 650051, China
Abstract: During process of eleetrie power tower cross am long-term operation, the stress of insulation eres am
change complex Real-lime monitoring on cross arm str
nportant
factor that ensure long-term security and
stability of lower cross arm. Put forward a kind of fiber Bragg grating(FBG)strain sensor which can transform
stress variation beared by cross arm into wavelength shift of FBG, and applied in substation of power tower
According to the climatic feature of Yan J in transformer substation, install four strain sensors in the center of the
tower truss material up and down surface. Aiming at the climatic eonditions on February, 2011, strain monitoring
range is -58.05 x10-24252 x10 snow, rain weather occur at 10 o'clock, on January 12, 2011, the
strain monitoring range is-93. 71 x 10 "--3.46 x10" and four strain sensors simultaneously fluctuations at
the same time. The cxperiment indicates that in normal circumstances, cable dance, snow, rain and other weather
conditions are the important factors which cause eross arm deformation of towe
Key words cross arm; stress; fiber Bragg grating(FBG); climatic conditions; deformation
传统檢测手段主要是视频监控和人员巡视,利用多种电类
横担是电力铁塔、电线杄等的顶部横向固定的角铁,常传感器但存在易受电磁干扰、存储信崽容量不大、测量效率
用钢结构做成平面桁架式,用穿钉固定在主塔、主杆七,加不高等缺点。 Ogawa Y等人将光纤光栅贴在金属板上,金
上柔性吊杆以减轻横担在导线挂线处承受的荷载出。由属板固定在电缆上,通过此种方式来监测电缆的荷载变化
于降雪、降水、风舞等自然灾害的不利因素,横担的应力会没有直接与横担的应力相结合,反映横担的应力实时变化
加大,可能会造成横担的主材或斜材发生受压扭曲破坏,导状况5。此类方法都无法满足当前国家对电路输电线路
致整个横担被破坏,横担杄件发生拉、压破坏,导致横担折故障综合检测的迫切需求。因此,对电力铁塔横扭应力的
断,造成横担破坏,脱落等现象24。因此,在电力铁塔的在线安全监测具有重大意义。
使用过程中,需要对电力铁塔横担的应力进行实时监测。
本文将在电力铁塔横担2根上半面桁架主材的上表面
收稿日期:2013-09-06
基金项目:云南省自然科学基金资助项目(2007F181M);昆明理工大学人才培养基金资助项目(KKSY201303044);云南省应用基础研究
计划资助项目(2013F7021)