[发明专利]一种架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置及方法

权利要求书

1.一种架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置，其特征在于，包括：疲劳传感器；

所述疲劳传感器安装于杆塔与绝缘子之间；所述疲劳传感器包括机身、挂环、球头、压电传感器和电子标签组件；

所述压电传感器置于反力架内，反力架与球头相连；所述压电传感器用于在导线发生舞动和振动时检测应力；当导线发生舞动或振动时，所述舞动或振动传递到绝缘子，引起绝缘子发生振动，绝缘子的振动带动球头发生振动，进而带动反力架沿与压电传感器表面垂直的方向振动，从而使反力架反复向压电传感器施加压力，压电材料受压力后表面产生电荷，所述电荷经电荷放大器、测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出；所述压电传感器的信号输出端与所述电子标签组件连接；所述电子标签组件用于读取所述压电传感器检测的应力值并无线传输至中继管理基站；所述中继管理基站与上位机连接；所述中继管理基站用于将接收到的应力值传输到所述上位机；所述上位机用于采用线性疲劳累积损伤理论对所述应力值进行处理得到绝缘子钢脚的疲劳程度。

2.根据权利要求1所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置，其特征在于，所述电子标签组件包括集成芯片和天线；所述集成芯片用于读取所述压电传感器检测的应力值并进行存储；所述天线用于与所述中继管理基站无线通讯。

3.根据权利要求1所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置，其特征在于，所述疲劳传感器通过挂环与所述杆塔的挂环连接，所述疲劳传感器通过球头与所述绝缘子的碗头连接。

4.根据权利要求1所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置，其特征在于，所述电子标签组件的读取频率为每0.1秒读取一次。

5.一种架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测方法，应用于如权利要求1～4中任意一项所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测装置；其特征在于，该架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测方法包括：

获取对同一绝缘子检测得到的所有历史应力值；当导线发生舞动或振动时，所述舞动或振动传递到绝缘子，引起绝缘子发生振动，绝缘子的振动带动球头发生振动，进而带动反力架沿与压电传感器表面垂直的方向振动，从而使反力架反复向压电传感器施加压力，压电材料受压力后表面产生电荷，所述电荷经电荷放大器、测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出；

根据所述历史应力值利用线性疲劳累积损伤理论计算疲劳程度。

6.根据权利要求5所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测方法，其特征在于，在所述根据所述历史应力值利用线性疲劳累积损伤理论计算疲劳程度之后，还包括：

判断所述疲劳程度是否大于预设疲劳程度临界值，得到判断结果；

若所述判断结果表示是，则发出报警信号；

若所述判断结果表示否，则等待接收下一个应力值。

7.根据权利要求5所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测方法，其特征在于，所述根据所述历史应力值利用线性疲劳累积损伤理论计算疲劳程度，具体包括：

根据各所述历史应力值所处的应力区间，确定各个所述历史应力值的应力水平，得到各应力水平下的应力值数量；

利用公式计算疲劳程度；其中D为疲劳程度，D_i为在第i个应力水平下引起的疲劳程度；n_i为第i个应力水平下的应力值数量；N_i为在第i个应力水平循环作用下的疲劳寿命，k为应力水平的数量。

8.根据权利要求6所述的架空输电线路绝缘子钢脚疲劳程度检测方法，其特征在于，所述预设疲劳程度临界值为疲劳极限值的80％。