FBG传感器监测气候条件对电力铁塔横担应变的影响.pdf

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1、62传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)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，闰思安，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Bragg光栅(FBG)波长移位量的FBG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

2、传感器。针对2011年2月份的气候条件，应变监测范围为-58．05x10～—一242．52×10～；同时在监测过程中2011年1月12日上午lO点出现降雪、降雨天气，应变监测范围为-93．71×10一—一3．46×10一，并在lO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、降雨等气候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Bragg光栅；气候条件；形变中图分类号：TM754文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)04-0062-03EffectofclimateconditionsmonitoredbyFBG

3、sensorsonelectricitytowercrossarmstrainLIUJiang，YANSi—an，LIChuan，ZHAOZhen—gang，XIETao，LIYing-Ha(SchoolofInformationEngineeringandAutomation，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650051，China)Abstract：Duringprocessofelectricpowertowercrossailnlong—termoperation，thestressofinsula

4、tioncrossarmchangecomplex．Real—timemonitoringoncrossantistressisanimportantfactorthatensurelong—termsecurityandstabilityoftowercrossarm．PutforwardakindoffiberBragggrating(FBG)strainsensorwhichcantransformstressvariationbearedbycrossarmintowavelengthshiftofFBG，andappliedinsubstationofpow

5、ertower．AccordingtotheclimaticfeatureofYanJintransfo1／Hersubstation．installfourstrainsensorsinthecenterofthetowertrussmaterialupanddownsurface．AimingattheclimaticconditionsonFebruary，2011，strainmonitoringrangeis-58．05×10一。～-242．52X10；snow，rainweatherOccurat10o’clock，onJanuary12，2011，the

6、strainmonitoringrangeis-93．71×10一。一一3．46X10一andfourstrainsensorssimultaneouslyfluctuationsatthesametime．Theexperimentindicatesthatinnormalcircumstances．cabledance．snow，rainandotherweatherconditionsaretheimportantfactorswhichcausecrossaiindeformationoftower．Keywords：crossarm；stress；fiber

7、Bragggrating(FBG)；climaticconditions；deformation0引言传统检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、电线杆等的顶部横向固定的角铁，常传感器但存在易受电磁干扰、存储信息容量不大、测量效率用钢结构做成平面桁架式，用穿钉固定在主塔、主杆上，加不高等缺点。OgawaY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。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