確保高壓輸電塔高聳結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的安全可靠運行,具有重要的經(jīng)濟、社會意義。輸電線路電壓等級越來越高,檔距越來越大,鐵塔高度也隨之增加。高壓輸電塔的破壞會導(dǎo)致供電系統(tǒng)的癱瘓,造成重大的經(jīng)濟損失,給人民群眾的生命財產(chǎn)造成重大威脅。
長期以來,DL/T 596 <<電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程>> (以下簡稱DL/T 596)一直是電力生產(chǎn)實踐中一本重要的常用標準,為我國電力設(shè)備的安全運行發(fā)揮了積極的作用。隨著時代的發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模迅猛增長,社會對供電可靠性的要求越來越高,同時電力設(shè)備現(xiàn)場檢測新的方法和手段不斷出現(xiàn),電力企業(yè)的管理水平越來越高,電力設(shè)備制造技術(shù)不斷進步,DL/T 596 已不能很好滿足當(dāng)前生產(chǎn)的實際需要。國家電網(wǎng)公司2008 年為規(guī)范和有效開展設(shè)備狀態(tài)檢修工作,參考國內(nèi)外有關(guān)標準,結(jié)合國家電網(wǎng)公司實際情況,制定了企業(yè)標準Q/GDW 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程。
輸電塔是主要承受橫向載荷的高聳結(jié)構(gòu)。振動是輸電鐵塔受到破壞的主要原因。大量的倒塔事故表明,傳統(tǒng)的以靜力設(shè)計為主的理念,隨著高壓、特高壓技術(shù)的發(fā)展,塔高及塔間距的增加,尤其是對于過江過河的跨越塔以及臺風(fēng)及龍卷風(fēng)多發(fā)地段,在靜力設(shè)計的基礎(chǔ)上進行動力優(yōu)化設(shè)計十分必要。輸電塔試驗?zāi)B(tài)分析是動力優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。桿塔結(jié)構(gòu)在長期服役后材料老化、螺栓松動、銹蝕等性能退化引起固有特性產(chǎn)生變化,即使災(zāi)害氣候條件未超過設(shè)計標準也可能造成結(jié)構(gòu)局部損傷并逐漸演化為失穩(wěn)或折斷倒塔。如果通過模態(tài)試驗診斷出結(jié)構(gòu)的損傷,有可能在破壞事故發(fā)生前找到故障征兆并主動采取措施以避免事故發(fā)生。
由于輸電塔線路跨越山嶺、農(nóng)田、江湖綿延數(shù)千公里,其健康狀態(tài)參數(shù)通過人力巡檢方式很難取得,定期的離線監(jiān)測成本也很高昂。隨著特高壓輸電塔狀態(tài)監(jiān)測需求的提高以及狀態(tài)監(jiān)測傳感器、調(diào)理器、采集器、軟件及無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展,在高壓及特高壓輸電塔尤其是大跨越、轉(zhuǎn)角塔、地震及龍卷風(fēng)高發(fā)地帶的鐵塔上安裝長期、連續(xù)、無人值守的在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測關(guān)鍵部位的振動和應(yīng)變并通過以太網(wǎng)無線傳輸?shù)奖O(jiān)管部門物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,進行中長期趨勢分析及安全等級評估具有重大意義。
南京安正軟件公司自 2006 年以來與江蘇、安徽、山東電力科學(xué)研究院及東南大學(xué)合作對輸電塔的振動和強度離線和在線監(jiān)測進行了深入的研究,已經(jīng)完成了江蘇電網(wǎng)2008年科研項目“電網(wǎng)輸電塔振動模態(tài)安全檢測研究”、國家電網(wǎng) 2007 年科研項目“基于振動的輸電塔安全評估技術(shù)研究”,正在進行山東電網(wǎng)2010年科研項目“特高壓輸電塔振動及強度在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及安全評估方法的研究”。在此期間,對各種高壓和特高壓、過江過河、轉(zhuǎn)角輸電塔進行了大量振動和強度的離線檢測和在線監(jiān)測,開發(fā)了相應(yīng)的軟硬件系統(tǒng)。