[发明专利]输电线路铁塔破坏机理在线监测系统及监测方法

权利要求书

1.输电线路铁塔破坏机理在线监测系统，其特征在于，包括有线路监测运行工况模块(2)，所述线路监测运行工况模块(2)分别与光纤应力传感器(1)、ANSYS仿真软件模块(7)连接；

所述光纤应力传感器(1)通过485通信线与A/D转换器(3)连接，所述A/D转换器(3)通过串行口与微处理器(4)连接，所述微处理器(4)通过串口与3G单元(5)连接，所述3G单元(5)与监控中心(6)连接；

所述监控中心(6)与所述ANSYS仿真软件模块(7)连接。

2.根据权利要求1所述的输电线路铁塔破坏机理在线监测系统，其特征在于，所述线路监测运行工况模块(2)内集成有覆冰工况模型(10)、塔基松动工况模型(9)、导线舞动工况模型(8)。

3.根据权利要求1所述的输电线路铁塔破坏机理在线监测系统，其特征在于，所述ANSYS仿真软件模块(7)内集成有ANSYS仿真软件软件。

4.根据权利要求1所述的输电线路铁塔破坏机理在线监测系统，其特征在于，所述微处理器(4)采用的是MSP430单片机。

5.根据权利要求1所述的输电线路铁塔破坏机理在线监测系统，其特征在于，所述3G单元(5)采用的是TD-SCDMA。

6.一种如权利要求1所述的输电线路铁塔破坏机理在线监测系统的监测方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将光纤应力传感器(1)安装于输电线路铁塔上承受应力最大的构件部位，利用线路监测运行工况模块(2)内的导线舞动工况模型(8)、塔基松动工况模型(9)及覆冰工况模型(10)与光纤应力传感器(1)配合进行输电线路铁塔三种工况下的应力在线监测，得到应力模拟信号；

步骤2、光纤应力传感器(1)通过485通信线将经步骤1得到的应力模拟信号输送至A/D转换器(3)，A/D转换器(3)将应力模拟信号转换为应力数字信号后输送至微处理器(4)；

步骤3、微处理器(4)将经步骤2得到的应力数字信号转换成实际应力监测数据，并通过控制3G单元(5)向监控中心(6)发送实际应力监测数据；

步骤4、将线路监测运行工况模块(2)内的导线舞动工况模型(8)、塔基松动工况模型(9)及覆冰工况模型(10)分别编制生成ANSYS命令流语言，导入ANSYS仿真软件模块(7)中，由ANSYS仿真软件进行三种工况下输电线路铁塔应力变化曲线绘制，最后输出导线舞动工况模型(8)、塔基松动工况模型(9)及覆冰工况模型(10)各自对应的输电线路铁塔应力变化规律曲线；

步骤5、将经步骤3得到的实际应力监测数据与经步骤4得到的导线舞动工况模型(8)、塔基松动工况模型(9)及覆冰工况模型(10)下各自对应的输电线路铁塔应力变化规律曲线进行对比，一旦输电线路铁塔发生破坏，通过输电线路铁塔应力变化曲线来判断是何种工况引起的铁塔破坏，具体按照以下方式判断：

若光纤应力传感器(1)监测得到的实际应力监测数据大小在38MPa～175MPa之间，且在24小时范围内输电线路铁塔应力曲线随覆冰厚度变化速度缓慢或者不发生变化时，属于不同覆冰载荷工况引起的破坏；

若光纤应力传感器(1)监测得到的实际应力监测数据大小在80MPa～360MPa之间，且计算出的结果与输电线路铁塔采用的角钢型号构件的屈服强度345MPa接近，属于塔基松动工况下引起的破坏；

若光纤应力传感器(1)监测得到的实际应力监测数据大小在25MPa～175MPa之间，且在24小时范围内输电线路铁塔应力曲线变化速度非常明显，属于导线舞动工况引起的破坏。