北斗雷達形變可視化監測裝置
一、需求分析
作為高壓輸電線(xiàn)路系統的重要組成部分,輸電鐵塔結構的安全性問(wèn)題直接影響著(zhù)國計民生。 隨著(zhù)我國國力的不斷增強 ,輸電鐵塔也逐漸向大型化發(fā)展,然而這些重要的輸電鐵塔結構通常具有 高、柔的特點(diǎn),風(fēng)荷載、塔線(xiàn)拉力、地質(zhì)沉降成為了其結構設計的控制性荷載,近年來(lái),國內輸 電鐵塔結構在此環(huán)境下倒塌毀壞的事故時(shí)有發(fā)生,嚴重危害了電網(wǎng)的安全,因此必須建立正確評 估風(fēng)荷載、塔線(xiàn)拉力、地質(zhì)沉降作用下輸電鐵塔結構的動(dòng)力可靠度分析方法,為今后輸電鐵塔結 構的設計、施工提供依據和支持。
二、工作原理
北斗雷達形變可視化監測裝置主要是通過(guò)干涉測量對目標物的位移情況進(jìn)行監測。在該系統 中兩項重要的技術(shù)保證了系統所進(jìn)行的高精度、遠距離的位移監測,它們是干涉測量技術(shù) (InterferometricSurvey)和線(xiàn)性調頻連續波。
干涉測量技術(shù)目前是一項非常成熟的測量技術(shù),通過(guò)該項技術(shù)主要保證對目標物的位移變化情況進(jìn)行測量,該技術(shù) 主要是通過(guò)雷達 反射波的相位差異而進(jìn)行的。經(jīng)過(guò)雷達的次發(fā)射和接收雷達波,確定了目標物所在的位置和相位信息;再經(jīng)過(guò)一次發(fā)射和接收雷達波, 確定第二個(gè)位置的相位信息,通過(guò)其相位差確定的位移變化。理論上小可識別的位移變化為0.000000068mm,這個(gè)精度完全能夠滿(mǎn) 足在橋梁、建筑、高塔、邊坡等行業(yè)的需求。
通過(guò)該項技術(shù)能夠得到目標物在徑向上的位移,處理軟件可以直接計算出其他方向上的位移投影。用戶(hù)可以對投影的幾何關(guān)系自由設 置,從而完成對整個(gè)區域的變形測量。
三、功能特點(diǎn)
1、對每座桿塔基礎振動(dòng)參數、導地線(xiàn)風(fēng)振強度相關(guān)參數進(jìn)行采集,安全性評價(jià),保障輸電鐵塔在運營(yíng)期間的安全;
2、具備后臺算法處理分析、數據存貯、數據建模,智能判斷桿塔的安全狀態(tài);
3、具備數據安全加密功能,能接入電網(wǎng)統一平臺;
4、實(shí)現測試數據信息化管理,相關(guān)人員可以通過(guò)不同權限登入以太網(wǎng)或者利用手機取得現場(chǎng)鐵塔安全數據及安全評估信息;
5、系統不僅可以實(shí)現問(wèn)題鐵塔的遠程預警,還可以給出鐵塔出現問(wèn)題后的應急預案,通過(guò)GIS系統,及時(shí)定位鐵塔地理信息,采取人員介 入、維修加固等應急處理辦法,減少事故發(fā)生的可能性;
6、采用3G/4G等無(wú)線(xiàn)傳輸,無(wú)須在目標區域安裝傳感器,無(wú)須靠近或進(jìn)入目標物測量精度達0.01mm,目標的微小變形都能夠被設備捕捉到 能夠對目標物進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)監測,采樣頻率可以由用戶(hù)自主設置高頻數據采集,采樣頻率可達200Hz;
7、準確分析出目標物0~50Hz的振動(dòng)情況,得到目標物的多階振動(dòng)頻率;
8、可對目標物進(jìn)行模態(tài)分析,解析出目標物在多階振動(dòng)頻率下的振形;
9、在所有天氣(如下雨、刮風(fēng)、大霧等)天氣條件下都能夠提供連續的數據采集;
10、直接、實(shí)時(shí)監測,通過(guò)解析單個(gè)像素的信息,可以得到整個(gè)目標的變形量,全目標24小時(shí)連續監測,可遙控測量,無(wú)需操作人員在現場(chǎng) 守候。
四、系統設計
輸電鐵塔雷達形變在線(xiàn)監測系統主機是我公司針對電力線(xiàn)路監控專(zhuān)門(mén)研發(fā)的一套數據采集處理系統,通過(guò)4G/3G/GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng) 絡(luò )實(shí)現遠程數據采集和處理。支持接入雷達形變數據、微氣象數據、拉力數據、傾角數據、振動(dòng)數據、應力數據,為輸電線(xiàn)路的安全運行提 供有理數據保證。 本系統的空間分辨率包括:距離向分辨率,為50cm,即為在距離向上以0.5m為 一個(gè)單元進(jìn)行分割。數據采樣頻率為200Hz, 用戶(hù) 可以根據實(shí)際情況進(jìn)行自助設置。 本系統的遠監測距離為1km,用戶(hù)可根據實(shí)際需求自由設置。測量精度為0.01mm,目標物發(fā)生0.01mm的變形時(shí),設備都能夠捕捉 到。