本發(fā)明涉及變電站振動測量監(jiān)測領(lǐng)域，是一種避雷針風致振動測量裝置。

背景技術(shù)：

變電站作為區(qū)域輸入能源直接影響著地區(qū)正常生產(chǎn)，若因避雷針倒塌導致輸電線路中斷，將帶來嚴重的社會負面效應及經(jīng)濟損失。因此，為確保變電站的正常運行，保證構(gòu)架避雷針的結(jié)構(gòu)安全，通過實驗研究評價避雷針的現(xiàn)行工作狀態(tài)，深入探討高壓變電站構(gòu)架避雷針的風致振動機理，確定結(jié)構(gòu)在強風作用下的荷載放大系數(shù)和安全儲備，預估變電站避雷針構(gòu)件風致疲勞壽命，明確破壞避雷針是否存在結(jié)構(gòu)缺陷、安全隱患或施工質(zhì)量，找出變電站構(gòu)架避雷針風毀事故發(fā)生的原因，提出控制避雷針風致振動的措施，無疑具有重要的理論意義與工程應用價值。2015年9月，某750kV變電站2號主變750KV側(cè)進線構(gòu)架上方避雷針斷裂傾倒，造成變電站高壓輸電線路受損，導致供電中斷，直接影響著本地的正常生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種避雷針風致振動測量裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中不能實現(xiàn)對避雷針風致振動情況進行監(jiān)測，避雷針存在安全隱患的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種避雷針風致振動測量裝置包括一號避雷針、二號避雷針、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)集線器、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元，所述一號避雷針和二號避雷針之間固定安裝有桁架，所述的數(shù)據(jù)采集器包括至少一個固定安裝在一號避雷針上的低頻動態(tài)拾振器和至少一個固定安裝在二號避雷針上的風速傳感器，所述低頻動態(tài)拾振器和風速傳感器均與數(shù)據(jù)集線器雙向電連接，所述數(shù)據(jù)集線器與數(shù)據(jù)處理單元雙向電連接，所述數(shù)據(jù)處理單元的輸出口與顯示單元的輸入口電連接。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進：

上述低頻動態(tài)拾振器包括間隔固定安裝在一號避雷針上的第一低頻動態(tài)拾振器、第二低頻動態(tài)拾振器、第三低頻動態(tài)拾振器以及固定安裝在桁架上的第四低頻動態(tài)拾振器，所述風速傳感器包括分別與第一低頻動態(tài)拾振器、第二低頻動態(tài)拾振器、第三低頻動態(tài)拾振器的安裝高度相對應的第一風速傳感器、第二風速傳感器和第三風速傳感器，所述數(shù)據(jù)集線器電連接有插座母頭，所述第一低頻動態(tài)拾振器、第二低頻動態(tài)拾振器、第三低頻動態(tài)拾振器、第一風速傳感器、第二風速傳感器和第三風速傳感器的出線口均連接有與插座母頭相配合使用的插座公頭。

上述還包括輸入單元，所述輸入單元與數(shù)據(jù)處理單元電連接。

上述顯示單元為LCD液晶顯示屏，所述輸入單元為鍵盤。

上述數(shù)據(jù)處理單元包括電源模塊、單片機、I/V轉(zhuǎn)換電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，所述電源模塊分別與I/V轉(zhuǎn)換電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機電連接，所述I/V轉(zhuǎn)換電路輸入口與集線器輸出口電連接，所述I/V轉(zhuǎn)換電路輸出口與放大電路輸入口電連接，所述放大電路輸出口與A/D轉(zhuǎn)換電路輸入口電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路與單片機電連接。

上述I/V轉(zhuǎn)換電路包括繼電器以及與繼電器并聯(lián)的采樣電阻R6、R7、R8和R9；所述放大電路包括差分放大器；所述繼電器與差分放大器電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括電壓基準芯片、A/D轉(zhuǎn)換器和晶振芯片；所述差分放大器與電壓基準芯片電連接，所述電壓基準芯片和晶振芯片均與A/D轉(zhuǎn)換器電連接。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過將第一低頻動態(tài)拾振器、第二低頻動態(tài)拾振器和第三低頻動態(tài)拾振器與第一風速傳感器、第二風速傳感器和第三風速傳感器安裝高度一一相對應，可以直接測出現(xiàn)場風速下的風致響應，通過低頻動態(tài)拾振器直接輸出位移、加速度的數(shù)字信號，通過風速傳感器直接測量輸出0~20mA模擬信號，通過數(shù)據(jù)集線器將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元進行處理，根據(jù)需要數(shù)據(jù)處理單元進行智能調(diào)節(jié)，再通過LCD液晶顯示屏顯示采集的數(shù)據(jù)，方便用戶查看，從而實現(xiàn)對避雷針風致振動情況實時監(jiān)測。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明最佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集器的安裝示意圖。

附圖3為本發(fā)明的I/V轉(zhuǎn)換電路和放大電路的電路圖。

附圖4為本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換電路的電路圖。

附圖5為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理單元電路圖。

附圖中的編碼分別為：13為LCD液晶顯示屏，14為鍵盤，311為繼電器，321為差分放大器，331為電壓基準芯片，332為A/D轉(zhuǎn)換器，40為單片機，441為數(shù)據(jù)集線器，50為一號避雷針，51為桁架，52為二號避雷針,53為第一低頻動態(tài)拾振器，54為第二低頻動態(tài)拾振器，55為第三低頻動態(tài)拾振器，56為第四低頻動態(tài)拾振器，57為第一風速傳感器，58為第二風速傳感器，59為第三風速傳感器，Y1為晶振芯片。

具體實施方式

本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述：

如附圖1、2所示，該避雷針風致振動測量裝置包括一號避雷針50、二號避雷針52、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)集線器441、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元，所述一號避雷針50和二號避雷針52之間固定安裝有桁架51，所述的數(shù)據(jù)采集器包括至少一個固定安裝在一號避雷針50上的低頻動態(tài)拾振器和至少一個固定安裝在二號避雷針52上的風速傳感器，所述低頻動態(tài)拾振器和風速傳感器均與數(shù)據(jù)集線器雙向電連接，所述數(shù)據(jù)集線器與數(shù)據(jù)處理單元雙向電連接，所述數(shù)據(jù)處理單元的輸出口與顯示單元的輸入口電連接。這里的低頻動態(tài)拾振器可以是941B型低頻動態(tài)拾振器，用于直接輸出位移、加速度的數(shù)字信號。風速傳感器可以是HS－FS1型風速傳感器，主要輸出0至20mA的模擬信號。由于低頻動態(tài)拾振器與風速傳感器的安裝高度一一對應，可以直接測出現(xiàn)場風速下的風致響應。本發(fā)明可以通過低頻動態(tài)拾振器與風速傳感器直接測出現(xiàn)場風速下的風致響應，通過數(shù)據(jù)集線器將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元進行處理，根據(jù)需要數(shù)據(jù)處理單元進行智能調(diào)節(jié)，再通過顯示單元顯示采集的數(shù)據(jù)，方便用戶查看，從而實現(xiàn)對避雷針振動情況實時監(jiān)測。

可根據(jù)實際需要，對上述避雷針風致振動測量裝置作進一步優(yōu)化或/和改進：

如附圖1、2所示，所述低頻動態(tài)拾振器包括間隔固定安裝在一號避雷針50上的第一低頻動態(tài)拾振器53、第二低頻動態(tài)拾振器54、第三低頻動態(tài)拾振器55以及固定安裝在桁架51上的第四低頻動態(tài)拾振器54，所述風速傳感器包括分別與第一低頻動態(tài)拾振器53、第二低頻動態(tài)拾振器54、第三低頻動態(tài)拾振器55的安裝高度相對應的第一風速傳感器57、第二風速傳感器58和第三風速傳感器59，所述數(shù)據(jù)集線器441電連接有插座母頭，所述第一低頻動態(tài)拾振器53、第二低頻動態(tài)拾振器54、第三低頻動態(tài)拾振器55、第一風速傳感器57、第二風速傳感器58和第三風速傳感器59的出線口均連接有與插座母頭相配合使用的插座公頭。

如附圖1、2所示，還包括輸入單元，所述輸入單元與數(shù)據(jù)處理單元電連接。通過輸入單元方便用戶進行數(shù)據(jù)整理與調(diào)整，簡單便捷。

如附圖1、2所示，所述顯示單元為LCD液晶顯示屏13，所述輸入單元為鍵盤14。通過LCD液晶顯示屏13顯示數(shù)據(jù)，方便用戶查看，從而實現(xiàn)對避雷針的實時監(jiān)測。

如附圖1、2、3、4、5所示，所述數(shù)據(jù)處理單元包括電源模塊、單片機40、I/V轉(zhuǎn)換電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，所述電源模塊分別與I/V轉(zhuǎn)換電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機40電連接，所述I/V轉(zhuǎn)換電路輸入口與數(shù)據(jù)集線器441輸出口電連接，所述I/V轉(zhuǎn)換電路輸出口與放大電路輸入口電連接，所述放大電路輸出口與A/D轉(zhuǎn)換電路輸入口電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路與單片機40電連接。

如附圖1、2、3、4、5所示，所述I/V轉(zhuǎn)換電路包括繼電器311以及均與繼電器311并聯(lián)的采樣電阻R6、R7、R8和R9；所述放大電路包括差分放大器321；所述繼電器311與差分放大器321電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括電壓基準芯片331、A/D轉(zhuǎn)換器332和晶振芯片Y1；所述差分放大器321與電壓基準芯片331電連接，所述電壓基準芯片331和晶振芯片Y1均與A/D轉(zhuǎn)換器332電連接。

這里的I/V轉(zhuǎn)換電路中的采樣電阻R6、R7、R8和R9通過與繼電器311配合，由單片機P0.1控制繼電器311選擇開始采樣及關(guān)閉采樣，通過在測試回路并聯(lián)的采樣電阻R6可以將測試回路中電流信號I轉(zhuǎn)換成電阻兩端的電壓信號U，并將其傳送至差分放大器 321，經(jīng)差分放大器321放大后的信號U＇由輸出接口傳入A/D轉(zhuǎn)換電路中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

如附圖3、4、5所示，A/D轉(zhuǎn)換器332的型號可以是AD7715；晶振芯片Y1為2.4576MHz，為電路工作時提供時鐘信號；所述接入單片機P1.2口，接入單片機P1.3口，DOUT接入單片機P1.4口，DIN接入單片機P1.5口，SCLK接入單片機P1.6口，接入單片機P1.7口，從放大電路的輸出口傳送數(shù)據(jù)接入A/D轉(zhuǎn)換電路的AIN+，從而傳入A/D轉(zhuǎn)換器332中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。實際工作時，模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作原理如下：當單片機P1.3口發(fā)出低電平信號時，A/D轉(zhuǎn)換器332開始工作，接受由單片機P1.5口發(fā)送的A/D轉(zhuǎn)換控制信號以及單片機P1.6口發(fā)送的串行時鐘信號，根據(jù)控制信號對AIN+口數(shù)據(jù)進行相應的A/D轉(zhuǎn)換，此時輸出變?yōu)楦唠娖?，待A/D轉(zhuǎn)換完成后，A/D轉(zhuǎn)換器332通過向單片機P1.2口發(fā)送低電平信號，表示當前A/D轉(zhuǎn)換有效，單片機40根據(jù)P1.2口接收的低電平信號通過單片機P1.5口向A/D轉(zhuǎn)換器332發(fā)送讀取控制信號，A/D轉(zhuǎn)換器332接收到由單片機P1.5口發(fā)出的讀取控制信號后，由DOUT向單片機P1.4口發(fā)送A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，單片機40接收完傳送的A/D轉(zhuǎn)換信號后由單片機P1.3口向A/D轉(zhuǎn)換器332發(fā)送高電平信號，使其停止工作，至此，一次A/D轉(zhuǎn)換工作完成；當單片機40所得的A/D轉(zhuǎn)換信號過大或過小時，可由單片機40控制P1.5口傳輸控制信號至AD7715的DIN口，調(diào)整A/D轉(zhuǎn)換中的信號放大倍數(shù)，并重復上述工作步驟，從而實現(xiàn)了智能化調(diào)整量程，提高了測量精度。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。