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如何准确识别电杆和杆塔？遇到这种情况，应该找谁处理？别着急，⼩编先跟您聊聊杆塔那些事！⽇常⽣活中，我们很容易将通信杆和路灯杆，与供电公司架设的电杆混淆。
事实上，它们都有各⾃的架设与管理部门。
通信杆它们由移动、联通、电信等通信公司架设、管理。
路灯杆它们由路灯管理处架设、管理。
均不由供电公司架设管理，应由各⾃的管理部门进⾏维护。
如何准确识别电线杆和电杆塔？⼀、电线杆看标识电线杆⼀般都会有专属标志，上⾯标明“某千伏某线某号杆”，还有黄⿊或红⽩相间的防撞条。
通信或⼴电线部分线杆也会在杆体上标明“通信线路”或“⼴播电视线路”。
看材质10千伏的电线杆为钢管和铁塔，380伏及以下电线杆为⽔泥圆杆。
通信杆⼀般为⽅形或⽊杆。
看⾼度城区10千伏电线杆塔顶部距离地⾯为10⽶或15⽶之间，杆上的每⼀根导电线路在杆塔上都会保持⼀定的距离，有绝缘材料⽀撑。
通信杆⾼度⼀般在6⽶左右，通信杆上的线路往往会相交在⼀起。
看数量电线杆上的线路⼀般在3到4根左右。
通信杆⼀般就是⼀根光缆或很多单股线路。
⼆、电杆塔杆塔的类型和很多因素相关，⽐如输电电压，回路数，导、地线种类和安装⽅式等。
在普通⼈看来，最直观的差别还是杆塔外形。
根据我国输电铁塔设计规范，我国的输电铁塔安装塔型主要可以分为酒杯型塔、猫头型塔、⼲字型塔、⿎型塔等。
酒杯型塔通常⽤于110千伏及以上电压等级送电线路。
特别适⽤于重冰区或多雷区。
酒杯型塔猫头型塔也是110千伏及以上电压等级送电线路的常⽤塔型。
它的优点在于能够有效节省线路猫头型塔⾛廊。
⼲字型铁塔则由于其受⼒情况清晰直接、经济适⽤，所以主要⽤做耐张塔，是220千伏及以上⼲字型铁塔电压等级送电线路的常⽤塔型。
双回路⿎型塔双回路⿎型塔是双回路铁塔常⽤的塔型，导线呈⿎型布置因⽽得名。
适⽤于覆冰较重地区，可避免导线脱冰跳跃时发⽣碰线闪络事故。
来源：国⽹江西省电⼒公司。
输电线路缺陷识别主流技术输电线路是电力系统的重要组成部分，其安全运行对于电力供应的稳定性至关重要。
然而，由于各种原因，输电线路在使用过程中可能会出现各种缺陷，如绝缘子损坏、线路杆塔倾斜等。
及时准确地识别和定位这些缺陷对于保障电网的正常运行具有重要意义。
目前，有多种主流技术被广泛应用于输电线路缺陷的识别。
一、红外热像技术红外热像技术是一种通过测量物体表面辐射的红外辐射能量来获得其温度分布图像的技术。
在输电线路缺陷识别中，红外热像技术可以快速、非接触地获取线路各个部位的温度信息，从而判断是否存在异常情况。
例如，当线路绝缘子存在损坏时，其温度分布将会不均匀，通过红外热像技术可以清晰地观察到这种异常情况，从而及时进行维修或更换。
二、超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波在物体内部传播的特性来检测目标的一种技术。
在输电线路缺陷识别中，超声波检测技术可以通过发送超声波信号，根据接收到的反射信号来判断线路中是否存在故障。
例如，当线路杆塔存在裂纹或松动时，超声波检测技术可以通过检测到的反射信号的变化来判断杆塔的健康状态，从而及时采取相应的措施。
三、雷电定位技术雷电定位技术是一种通过测量和分析雷电电磁波信号来确定雷击位置的技术。
在输电线路缺陷识别中，雷电定位技术可以用于判断线路绝缘子是否存在击穿或损坏等情况。
通过分析不同位置接收到的雷电电磁波信号，可以准确确定雷击的位置，从而指导维修工作的进行。
四、振动传感技术振动传感技术是通过安装振动传感器来监测线路振动情况的技术。
在输电线路缺陷识别中，振动传感技术可以用于检测线路杆塔的倾斜、杆塔间的锈蚀等情况。
通过分析振动传感器收集到的数据，可以判断线路是否存在异常情况，并及时采取相应的措施进行修复。
红外热像技术、超声波检测技术、雷电定位技术和振动传感技术是目前应用较为广泛的输电线路缺陷识别主流技术。
这些技术在实际应用中具有各自的优势和适用范围，可以有效地提高线路缺陷的识别准确性和维修效率，从而保障电力系统的安全稳定运行。
各种各样的电线，抬头不见低头见，但你还真不一定认识它们！电压是多少，直流还是交流……这么一问，85%的人立马傻眼了……这也不怪大家，实话说，即便是学电的、在电力系统工作的人都不一定认识输电线路……今天，教大家几个认输电线路的妙招。
先说说输电杆塔的概念，输电导线是由输电杆塔一段一段撑起来的，高电压等级的用“铁塔”，低电压等级的比如居民区里见的一般用“木头杆”或“水泥杆”，合起来统称“杆塔”。
高电压等级的线路需要有更大的安全距离，所以要架得很高，只有铁塔才能有能力负担数十吨的线路，一根电线杆架不了这么高、也没这么大支撑力，所以电线杆都是较低电压等级的。
至于多高电压算高，多低算低，这个回头细说。
（皖电东送1000千伏特高压交流线路）对了，电压等级都是说线电压，ABC三相中任意两相之间的电压。
家里用的220伏是相电压，是三相中任意一相对大地的电压。
实际家里用电是380伏线电压的（220伏的根号3倍），只是到了楼门口了，才三相分开，比如ABC三相各入一栋楼的三个单元。
380伏电压等级在电力系统也叫0.4千伏电压等级，对比下目前的1000千伏特高压输电线路，差2500倍，颤抖吧～我们在旅行沿途看到的一般都是输电铁塔，至于塔型什么的没啥意思就不说了，猫头塔、酒杯塔、门型塔、V字塔都是“象形”的，看样子就知道。
输电线路也分直流和交流（DC和AC），直流好认但不是很常见，国内的线路就那么几条，碰上不容易。
下图是±800千伏哈密南—郑州特高压直流输电线路铁塔是T型的，下面吊着两回输电线路，一边正极，一边负极，至于为啥正极和负极要分这么多股线，咱们等到讲交流线路的分裂导线时再说。
仔细看铁塔上面还伸出来了两个小“角”，一边也各一条“细线”，这不是输电用的，而是避雷用的避雷线，也叫地线。
下面集中说说交流线路，这个几乎是“大宝天天见”。
交流的一回线路有A、B、C三相，输电铁塔最顶端顶着的是避雷线。
雷暴多地区或电压等级高的线路是两根避雷线，雷暴不严重或电压等级低的线路可以减少到一根避雷线，这个是从工程实际和省钱的角度选择的，反正大家看到最顶端细细的一或两根线就知道是避雷线了。
铁塔生产常识随着电力建设的发展，数控设备和计算机放样的引进，乃至ERP 管理模式在行业内的推广，铁塔加工行业已逐步从劳动密集型向技术密集型转化。
行业内有关概念和专业术语的不统一，给行业的发展带来了极大的不便。
本文试图对铁塔加工行业的有关概念、术语进行归纳、整理和定义，供业内人员参考。
一、铁塔的分类所谓铁塔，就是用钢铁型材建成的用来架设高压输电线路的塔状钢构架。
铁塔按不同的归类方式有如下分类：1、按用途分为：直线塔（Z）、转角塔（J）、直线转角塔（ZJ）、换位塔（H）、终端塔（D）、分支塔（F）、跨越塔（K）等。
2、按结构形式分为：酒杯型（B）、三角型（J）、干字型（G）、上字型（S）、桥型（Q）、叉骨型（C）、门型（M e）、鱼叉型（Y u）、鼓型（G u）、V字型（V）、正伞型（Sz）、倒伞型（Sd）、田字型（T）、羊角型（Y）、王字型（W）等。
3、按组立方式分为：拉线式（L）和自立式（不表示）。
4、按电压等级分为：35、110、220、330、500、750（千伏）等。
5、按线路回路分为：双回路（S）、单回路（不表示）。
二、铁塔生产的前期工作铁塔生产的前期工作，包括签定合同、制定供货计划、审图、提料、备料、放样、制定生产计划等工作。
工作流程如下：1、定货合同铁塔产品是一种多品种小批量生产的产品，只能采取以销定产的方式，安排生产的依据只能是订货合同。
订货合同除了与甲方的经济往来方面的内容外，从生产系统的角度来要求，必须包括订货清单（杆塔明细）、供货期限、技术质量要求、工程图纸等。
对于生产系统来说，必须认真阅读合同文本，了解相关内容，并查对订货清单、图纸和有关合同附件的正确性。
根据合同要求、本厂生产现状、生产能力、材料库存等情况，制定出该项目的供货计划。
2、审图凡进入本厂，做为生产依据的铁塔图纸，必须经审图确认后方能投产。
审图工作由铁塔(放样)技术员进行，技术科（部）长审核，特殊工程项目由总工程师审核批准。
高压输电铁塔是电力系统中重要的基础设施，其安全稳定运行对于保障电网稳定和供电质量至关重要。
然而，由于长期风吹日晒和电力负荷作用等原因，高压输电铁塔的关键部件容易出现缺陷，给电网安全稳定运行带来潜在隐患。
识别和及时排除高压输电铁塔关键部件的缺陷显得尤为重要。
在对高压输电铁塔关键部件缺陷的识别方法进行全面评估之前，我们首先需要了解高压输电铁塔的结构组成和关键部件。
高压输电铁塔主要由塔身、横梁、斜撑、基础等部件组成，其中塔身和横梁是最为关键的部件，其受力情况直接影响着整个铁塔的稳定性。
针对这些关键部件的缺陷识别方法显得尤为重要。
一种常用的高压输电铁塔关键部件缺陷识别方法是使用超声波检测技术。
通过超声波检测仪器，可以对铁塔的关键部件进行全面而精准的检测，包括塔身的内部和外部表面缺陷、横梁的焊缝和材质缺陷等。
超声波检测技术具有非破坏性、高灵敏度和高准确性的特点，能够有效地发现铁塔关键部件的缺陷，为及时采取修复和加固措施提供了重要依据。
另外，高压输电铁塔的红外热像检测技术也是一种常用的缺陷识别方法。
该技术通过红外热像仪器，对铁塔的关键部件进行热像扫描，可以发现部件表面的温度异常，从而判断是否存在缺陷，如松动、腐蚀、断裂等。
红外热像检测技术具有快速、全面、高效的优点，可以在不接触被测物体的情况下，发现潜在的缺陷问题，为及时维护提供了重要的技术手段。
除了以上介绍的高压输电铁塔关键部件缺陷识别方法外，还可以采用视觉检测、X射线检测、磁粉检测等多种技术手段进行综合检测和识别。
这些方法各具特点，相互结合可以提高识别的准确性和全面性，保障高压输电铁塔的安全稳定运行。
对于高压输电铁塔关键部件缺陷的识别方法，我们需要考虑综合运用超声波检测、红外热像检测、视觉检测等多种技术手段，以确保发现潜在缺陷。
在实际操作中，我们还应注意定期维护和检测，加强对铁塔关键部件的监控和管理，确保高压输电铁塔的安全稳定运行。
个人观点上，我认为高压输电铁塔关键部件缺陷的识别方法是一项需要技术、经验和实践相结合的工作。
浅析输电铁塔损伤检测作者：林道伟来源：《科技创新与应用》2017年第29期摘要：由于一直暴露在外在环境中，输电铁塔必然会受到环境影响，比如最为常见的风雪吹打、暴雨侵袭等等，此时其构件就会出现腐蚀以及裂缝之类的问题，最终影响到线路，导致输电工作无法顺利进行，特别是当受到冰雪气候的影响时，铁塔受到的冲击力将会更大，长此以往就会导致疲劳损伤，导致裂缝扩大最终发生倒塌之类的问题，而一旦出现此类问题的话，必然会给国家以及相关的人民群众的生命以及财产等造成严重的威胁。
对此，要想避免上述的负面现象出现，就要认真分析并且检测其损伤情况，以此来降低事故发生几率，确保线路稳定运作。
关键词：输电铁塔；损伤；检测中图分类号：TU391 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0095-021 输电铁塔损伤检测的意义积极开展输电铁塔检测以及诊断工作，对于确保广大群众的生命安全以及财产稳定来讲有着非常关键的意义。
众所周知，输电铁塔的外形非常庞大，而且常年的处在外在的氛围中，必然会受被各种自然现象所作用而引发很多问题。
一旦出现了问题的话，就需要耗费大量的资金和劳动力来处理，很显然这对于提升资源的利用率来讲是非常不利的。
对此，通过建立智能化的检测体系可以确保检测以及预报等具有强大的实时性特征，能够节省检测以及维护所需的资金，而且测量工作完全实现了自动化，因此能够保证工作的稳定性高。
2 结构损伤2.1 何为损伤所谓的损伤，指的是结构本身的功能被影响而弱化的一种状态。
按照其程度的区别，可以分成三种，分别是轻微级别、中等级别以及严重级别。
从大的层面上来看，损伤涵盖两种，分别是受力以及非受力两种损伤。
对于后者来讲，它指的是施工导致的问题；使用的时候由于温湿度以及其他一些非受力的要素导致的问题，像是最为常见的混凝土缝隙以及钢筋的侵蚀等等。
而对于前者来讲，它指的是结构在使用的时候由于受力要素而导致的问题，比如缝隙。
所谓的破坏，具体来讲，指的是结构失去了其原有功效的一种状态，通常其无法复原。
基于曲率模态的输电塔结构损伤识别研究作者：唐明一周炜来源：《科技经济市场》2015年第10期摘要：输电塔是电网的重要组成部分，准确识别结构的损伤位置和损伤程度，对于输电塔的检修工作和安全运行具有重大的工程意义。
用曲率模态作为指标，研究了适用于输电塔结构损伤识别的方法。
以典型设计中220kV输电塔为数值算例，提取位移模态计算得到曲率模态，通过弹性模量折减来模拟输电塔损伤，比较了不同损伤程度，不同损伤位置，对识别效果的影响。
结果表明，本文所提出的方法对输电塔结构的损伤位置比较敏感，识别准确，对其损伤程度能够做出大致预测。
关键词：输电塔；曲率模态；损伤识别0 引言输电塔在运行过程中长期受到环境、荷载等因素影响，有可能出现杆件裂纹、螺栓松弛、材料被腐蚀等情况，如不能及时发现，这些损伤就会积累，最终导致严重的事故，因此有必要对输电塔结构损伤识别进行深入研究。
近年来，国内外许多学者对输电塔结构损伤识别进行了研究，黄海斌将刚度矩阵的改变作为指标，识别出塔-线体系的损伤位置和损伤程度；刘纲利用两种模态指标实现了输电塔的损伤定位识别；郭惠勇等提出输电塔损伤分步识别方法，第一步用模态应变能变化率进行损伤定位，第二步用能量方程进行损伤程度识别。
利用模态分析获取位移模态、固有频率和曲率模态等动力参数进行损伤识别，是目前应用最为广泛的识别方法。
大量试验证明，曲率模态比其它动力参数对损伤更加敏感。
鉴此，本文以220kV双回路直线塔为数值算例，在不用工况下利用曲率模态进行输电塔损伤识别，识别效果较为理想。
1 曲率模态在曲率模态是由Pandy等学者提出的，指的是中性面弯曲变形模态。
依据材料力学，直梁弯曲有如下关系：qx= = （1）从式（1）中可以看出，结构的曲率模态与其刚度成反比，如果结构中发生了损伤，损伤的刚度就会降低，这就会导致结构在自振的过程中的振型相应的发生改变，由于结构的曲率是由其振型进行二次求导得到的，所以其对振型的变化就十分敏感，从上式中也可以看出，结构的曲率变化率与其损伤程度成正比例关系。
酒杯型输电塔损伤定位的识别方法X刘 纲1,2, 杨 溥1,2, 秦 阳1, 刘 遥1(1.重庆大学土木工程学院 重庆,400045)(2.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室 重庆,400045)摘要 针对酒杯型大跨越输电塔结构在塔头节段具有刚度突变的特性,建立了基于模态双指标的损伤定位方法。
通过对现有模态指标的对比,提出首先采用振型差指标判断酒杯型输电塔刚度突变处是否损伤,再利用模态柔度改变率指标定位输电塔其他节段的损伤,以克服单一模态指标易误报警的缺陷。
分析了模态识别误差、不完备测点和环境因素对模态双指标方法的影响。
采用实塔数值模拟分析的结果表明,该方法能根据环境激励较为准确地识别损伤发生的部位,测试误差、环境等因素对其损伤定位功能的影响较小,为该类塔架结构长期在线健康监测提供了损伤识别的方法支撑。
关键词 输电塔;损伤定位;刚度突变;模态柔度改变率;振型差中图分类号 T U279.7+44;T H113引 言大跨越高压输电塔体系塔体高柔、跨距大,具有高耸结构和大跨度结构的共同特点,且塔线耦合振动,对风和导线浮冰等环境荷载的反应较为敏感。
若不能及时发现其损伤隐患,容易发生极端条件下的动态倒塌破坏[1],故对其进行长期健康监测,对保证主干电网安全具有重要的意义。
目前,国内、外对大跨越输电塔的损伤识别主要集中在一般动力特性的识别方面[2-8],仅有少量针对输电塔损伤识别的工作[9-10]。
在大跨越输电塔中,由于结构形式的需求,大量地采用了酒杯型塔型或混凝土和钢结构的组合形式,该类塔结构在沿塔高度方向有刚度突变点,采用单一指标通常不能有效定位这类输电塔的损伤部位,如文献[10]采用空间小波方法在刚度突变点易发生误报警。
因此,结合现有输电塔动力特性识别成果和已有损伤识别方法,建立适用于酒杯型输电塔结构的损伤定位方法具有重要的应用价值。
笔者针对酒杯型大跨越输电塔结构的组成特点,提出利用环境随机激励下塔架结构的振动响应进行损伤定位的模态双指标识别方法,并研究了测试噪音、环境等不利因素对该识别方法的影响。
1 模态双指标损伤定位识别方法1.1 常用模态指标概述 任何结构系统都可以看作是刚度、质量等物理参数组成的力学系统,如果结构出现损伤,其参数必然随之发生改变,从而导致结构的模态参数发生改变。
最早的损伤识别方法是直接采用结构的频率、振型和阻尼比来识别结构的损伤,但这些直接指标对结构的初期损伤并不敏感。
基于以上的直接指标,人们提出了较多的模态指标[11-16],常用的有模态保证准则(MAC)、坐标模态保证准则(COM AC)、模态应变能和模态柔度指标等。
M AC利用损伤前、后的模态振型进行构造,其物理意义为由振型组成的向量在向量空间的交角。
如结构未损伤,则振型向量完全相交,M AC值为1。
有研究表明,M AC和COM AC对损伤的敏感程度不高,当结构发生多处损伤时不能准确定位[15]。
结构第i阶模态的应变能定义为MSE i=12∑N Ej=1<i T K j<i(1)其中:K j为第j个单元对整体刚度的贡献;NE为结构单元数;<i为第i阶振型。
通过对比损伤前后模态应变能的改变即可实现第32卷第3期2012年6月振动、测试与诊断Journal of Vibration,Measurement&DiagnosisV o l.32No.3Jun.2012X中央高校基本科研业务费资助项目(编号:CD JZ R11200015)收稿日期:2010-06-13;修改稿收到日期:2010-10-13结构的损伤识别。
基于应变能的方法需要计算每个单元刚度对整体刚度的贡献,这对于大型复杂结构很难准确计算,故该指标主要应用于简单的梁或桁架结构。
模态柔度的定义为F =∑mi =11X2i<i <T i(2)其中:X i 为第i 阶频率;m 为可测试的模态阶数。
从模态柔度的定义可以看出,随着频率逐渐增高,与之对应的振型对柔度矩阵的贡献将呈指数趋势减小,采用在实测中较易准确测量的前几阶模态即可较为精确地描述模态柔度矩阵,且不需要进行模态的缩扩阶,故模态柔度及其衍生指标在损伤识别领域得到了广泛应用。
1.2 模态定位双指标的选取及方法流程基于模态柔度的衍生指标较多,包括模态柔度差、模态柔度改变率、模态柔度曲率差和均匀力平面指标等。
选取其中计算较为简单的模态柔度改变率(M FI)指标来定位输电塔的损伤,其定义[13]为M FI i =ûF dii-F u iiû/Fu ii(3)其中:F uii ,F dii 分别为损伤前、后模态柔度矩阵第i 行的对角元素。
在结构体系第j 个自由度上作用单位力时,在第i 个自由度上所产生的位移[14]可表示为u i ,j =∑mk =1U ik U j kX 2k(4)其中:U ik 为第k 阶模态第i 节点的模态位移。
在式(4)中,u i ,j 与模态柔度F 矩阵中的元素f i ,j的计算公式完全相同,故F 矩阵中的各列表示单位力作用在不同自由度上时沿结构长度方向的位移变化[14]。
如果在沿结构长度方向出现刚度突变,例如酒杯型大跨越输电塔在塔头部分具有刚度突变的特征,则在单位力的作用下,突变点左右位移曲线的变化趋势必然不同,故基于模态柔度的指标易在刚度突变点引发误报警。
另一方面,模态振型虽对非刚度突变点(常见普通结构)的损伤不敏感,但对刚度突变点的损伤却较为敏感,故可采用振型差指标(M PI )来进行刚度突变点的损伤定位,其定义为M PI i ==<d i -<ui(5) 综上所述,采用M PI 指标对刚度突变点的损伤进行识别,采用M FI 指标对非刚度突变点的其余部位进行损伤定位,形成基于模态的双指标,相辅相成,共同完成酒杯型大跨越输电塔的损伤定位,该方法的流程如图1所示。
图1 双指标方法损伤定位流程图2 损伤定位识别的数值模拟分析2.1 实塔的有限元模型及损伤工况 以某酒杯型大跨越输电塔线路为工程背景,建立两塔三基空间杆系有限元模型,如图2所示。
其中输电塔杆件采用空间梁单元模拟,导、地线采用索单元模拟,并施加初始应变来表征导地线的初应力。
塔基与地基视为固接,导、地线在耐张塔处简化为铰接。
图3为该跨越塔塔体的立面布置图,圆圈内数字为不完备测点布置时加速度传感器的测点号,方框内的数字为模拟损伤的杆件号,其余数字为节点号。
图2 大跨越输电塔塔线体系示意图通过降低主弦杆的弹性模量来模拟输电塔结构的损伤,选取4种损伤工况进行分析,如表1所示,各主弦杆的损伤部位如图3所示。
由于实塔结构的可靠度较高,根据文献[10]的建议,每种损伤工况均将主弦杆的弹性模量降低70%来模拟损伤。
472振 动、测 试 与 诊 断 第32卷 图3 跨越塔立面及加速度测点布置图表1 输电塔损伤工况表工况号1234损伤部位主弦杆1主弦杆2主弦杆3主弦杆1,32.2 风荷载模拟及模态参数的识别采用谐波叠加法模拟脉动风荷载,设计风速为30m /s ,地面粗糙程度取为B 类,模拟时间为600s ,其中塔底和塔顶处的模拟风速时程曲线如图4所示。
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中相关公式,由不同高度处的风速时程曲线可计算出塔架结构各节点所受的风荷载时程曲线。
图4 模拟的风速时程曲线笔者采用随机子空间法识别输电塔在随机风荷载作用下的动力模态参数。
随机子空间法结合系统识别、线性代数和统计学理论,通过矩阵计算,从状态空间方程中识别动态系统,既能准确识别结构的频率,又能很好地识别模态振型和阻尼比[11-12]。
2.3 双指标定位效果分析以模拟的风荷载数据为输入,通过ANSYS 时程分析得到塔线体系健康状态和各种损伤工况下的加速度响应。
输电塔的振动为空间振动,但其水平向的振动比竖向振动的幅值大一个量级以上。
同时,由于损伤引起的顺导线向和横导线向水平振动模态的变化规律基本一致,故仅以横导线水平向为例进行分析。
因实测时只能准确测量结构的低阶模态,选取第2阶振型进行损伤定位,采用双指标计算完备测点下的损伤定位效果,如图5所示。
图5 完备测点下双指标的损伤定位效果由图5(a )可知,在完备测点下,模态柔度改变率指标具有如下特征:a .在发生损伤的杆件节点部位出现极值,对于损伤工况1和2,该指标分别在发生损伤的3号和6号节点处出现极值;b.无论刚度突变处是否发生损伤,M FI 指标均会表明该处出现极值,如在损伤工况1下,刚度突变处未出现损伤但M FI 指标出现了极值,这与文献[10]中采用空间小波方法得出的结论基本一致。
由图5(b )可知:a .M PI 指标能有效定位刚度突变处的损伤,如在损伤工况3和4下,位于刚度突变处的19号和20号节点的振型差出现较大改变,而对于损伤工况1和2,刚度突变处的振型差指标基本不变;b.MPI 指标对刚度突变点以外部位损伤的定位能力较弱,如对损伤工况2,几乎不能识别节点6处主弦杆2出现的损伤。
因此,473 第3期刘 纲,等:酒杯型输电塔损伤定位的识别方法结合M PI 和MFI 指标,按图2所示流程可实现不同损伤工况下酒杯型输电塔的损伤定位工作。
实塔测试具有测点不完备的特点,故根据优化后的加速度测点布置,计算不完备情况下指标损伤定位效果,如图6所示。
图6 不完备测点下双指标的损伤定位效果由图6可知,在非完备测点情况下,M FI 指标和M PI 指标的损伤定位效果与测点完备时的规律基本一致,即M FI 指标能准确定位非刚度突变处的损伤,M PI 指标能有效定位刚度突变处的损伤,故双指标方法在测点不完备的情况下依然能有效地进行损伤定位。
2.4 识别误差对损伤定位的影响考虑实塔测试时,测试信号中将混入测试噪音,采用信噪比来衡量测试噪音的大小[17-18]SNR i =10lg(P s i /P n i )(6)其中:P s i 为原始信号的功率;P n i 为噪声信号的功率。
在各测点加速度响应信号中加入信噪比为60dB 的高斯白噪声,利用加入测试噪音的加速度信号重新进行模态识别,因各损伤工况下的结果规律一致,笔者仅给出损伤工况1在不完备测点下的识别效果,如图7所示。
图7 测试噪音对损伤定位的影响由图7可知,当信噪比为60dB 时,MFI 指标对计算结果有一定的影响,但影响较小,在损伤发生的测点3处依然有较大的极值出现;而测试噪音对M PI 指标基本没有影响,故测试噪音对双指标的损伤定位能力影响较小。
图8 钢材弹性模量随温度变化的曲线关系2.5 环境对损伤定位的影响实塔在长期健康监测中,温度、湿度等环境的变化不可避免地引发结构状态的改变。
根据文献[19]的建议,利用钢材的弹性模量与温度变化的曲线关系来模拟温度对塔在随机振动下动态特性的影响。
