输电铁塔的光纤光栅结构监测与时序融合研究

发布时间：2017-11-21 05:10

  本文关键词：输电铁塔的光纤光栅结构监测与时序融合研究

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【摘要】：电力在国民经济建设中具有举足轻重的地位。输电铁塔是电力输电系统中重要的组成部分,是高负荷电能输送的载体,也是重要的生命线工程结构。各种自然灾害容易造成输电铁塔出现压坏、拉坏、扭坏、倒塔等现象。而输电铁塔在灾难载荷的作用下一旦遭到破坏,不仅会造成巨大的经济损失,还会引起火灾等次级灾害,对于应急恢复也会产生极大的困难。因此,对输电铁塔的结构安全状态进行监测具有重要意义。FBG传感技术具有抗电磁干扰能力强、重量轻、耐腐蚀、信号衰减小、精度高、稳定性好和使用寿命长等物理属性,且具有准分布传感特性,特别适合需要实时监测多参量的大型结构物。采用FBG传感技术实现了对输电铁塔结构安全的实时在线监测。本文的主要研究内容如下：(1)通过有限元分析软件ANSYS,建立了直线型输电铁塔的模型。为了模拟地质结构灾害和线路覆冰灾害对直线型输电铁塔的影响,分别对直线型输电铁塔在不同倾角时施加重力载荷；及对直线型输电铁塔的横担边缘施加垂直向下的集中拉力载荷。通过分析研究变形和应力的分布情况,确定了变形明显以及应力集中的发生位置。(2)根据有限元分析结果,利用FBG应变传感器和FBG土压力传感器对输电铁塔进行结构监测,并确定了传感器的具体安装位置。分析了FBG应变传感器和FBG土压力传感器的工作原理,并通过万能拉压试验机完成了标定试验。通过搭建输电铁塔的光纤光栅传感网,并开发输电铁塔的光纤光栅结构在线监测系统,实现了对输电铁塔结构安全的长期实时在线监测。(3)为了滤除测量噪声,本文采用了基于标准差的加权平均时序融合分析处理方法,对FBG应变传感器和FBG土压力传感器在1小时内采集的20个数据样本点进行了时序融合,得到了时序融合值。4支FBG应变传感器的时序融合值分别为：55.68με、65.06με、75.14με、62.15με。2个FBG土压力传感器的时序融合值分别为：216.21Kpa、237.80Kpa。这种方法获得的时序融合值比常用的算术平均值更加准确,具有较高的可靠性,且相对误差较小。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75

【参考文献】

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本文编号：1209779