架空输电线路微风振动监测与疲劳损伤计算
输电线路是由电线、金具、绝缘子和杆塔等连在一起的复杂系统。处在野外环境下，架空输电线路容易受到强风、暴雨、闪电等自然灾害的影响，由于我国幅员辽阔，在一些地域的冬季输电线路还会发生覆冰灾害。在输电线路的各种事故中，风振动引发的事故最多。风引起的振动根据幅度和频率的不同可分为:高频微幅振动、中频中幅振动和低频高幅振动。其中，高频微幅振动也被称作微风振动，发生的概率最大，持续的时间最长，产生的危害也最大。
国内外学者基于能量平衡法和有限元法，建立了一系列微风振动的计算模型，对投入使用前的输电导线进行室内振动疲劳试验，利用试验数据研究微风振动的影响因素，评估线路的振动状态，但针对输电线路现场常年微风振动带来的疲劳损伤，实时监测和分析比较困难。
针对传统的输电线路微风振动疲劳试验和理论模型存在的不足，以及目前输电线路监测系统实时性差、监测参数有限的问题，本课题做了以下工作:
1、本文通过分析导线张力和气象条件对微风振动疲劳损伤的影响，改进了基于Miner线性累积损伤理论的导线疲劳损伤计算模型。由加速度传感器的记录数据直接积分得到的导线振动曲线会出现严重的基线漂移现象，因此，提出了基于最小二乘法的基线校正方法来消除漂移影响，再经过两次积分得到不失真的振动曲线。
2、基于嵌入式技术、ZigBee无线网络技术和传感器技术，设计了架空输电线路微风振动监测系统，系统将输电线路现场微气象状况、导线拉力、监测点处加速度以及现场图像通过GPRS网络实时传输到后台计算机进行处理分析，满足了导线振动状态的监测需求。
系统运行结果表明，监测数据拟合轨迹与实测轨迹基本一致，可以满足输电线路现场实时监测的需求，该系统能较好地应用到计算导线疲劳损伤的场合。
输电线路;微风振动;ZigBee无线网络;加速度记录;校正方法;疲劳损伤计算
太原理工大学
硕士
物理电子学
吕玉祥
2013
中文
TM755;TN925.93
77
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）