在线监测技术论文范文

时间:2023-12-08 10:26:30

在线监测技术论文

在线监测技术论文篇1

关键词:变压器 在线监测技术 电力事业

中图分类号:TM855 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0039-01

近些年来,我国电力系统的发展得到了长足的进步,而电压水平的不断提高也对原有的变压器提出了更好的要求,原有的传统变压器检测技术已经不能满足现有变压器检测的需求,这也导致了越来越多的变压器检测出现问题,最终造成严重的危害,给电力企业带来损失。因此,该文重点就变压器检测技术展开探讨。

1 变压器的在线监测技术

输电线路电压等级的不断提高不断影响着变压器内部的电压值,这就使系统内的电压容量也要随着增加,而变压器作为电力系统的主要设备之一,其运行情况受到的关注程度也越来越高。在相关的变压器检测要求的规则范围内,相关变压器在固定期限内应做定点、定时的预防性检测工作,检测性实验和检测设备的信息获取也应不断体现在检测日志上,明确变压器在线监测的数据需要。而目前的变压器检测技术存在较大的弊端,主要是体现在离线监测的预防性不到位,在离线预防性检测试验的结果中不能够准确反映变压器的实际工作状态。具有表面绝缘材料的变压器设备实际上是一个逐渐变化的过程,在一个周期的运行结束后,离线监测就不能监测到变压器绝缘劣化的过程,存在较严重的安全隐患。再加上预防性试验具有周期性,而变压器的故障诊断具有滞后性,当故障发生或将要发生时才能够监测出变压器的故障,不能够及时的将变压器隐患防患于未然。另一方面,预防性的变压器检测试验大多数需要停电处理,这样操作在一定程度上会影响到电网的持续性供电,无论是对企业还是居民用电都带来了影响,而且可能会造成人身安全或财产的损失,再加上在预防性试验过程中变压器处理的时间集中,存在较大工作量,不能保证每一个变压器的各项预防性数据都能够做到详细、准确的记录和分析,对变压器的健康和稳定造成误判。由此可见,传统的变电器检测技术已经存在固有的局限性,不能够在一个周期内就保证发现故障,并且做出准确的判断。

2 变压器在线监测技术的优缺点

2.1 优点

变压器的在线监测技术优点在于打破了以往变压器的局限性,能够实现变压器信息的在线手机,弥补常规变压器检测方法的不足。能够通过变压器的在线监测将变压器的实际工作情况实时的反馈给工作人员,以便于将故障发生的隐患得到及时处理。另外,变电器的绝缘检测方法能够选择不同的检测周期,在很多程度上能够使变电器的性能有显著的提高,加速电网运行的速度和使用寿命,从而能够积累大量的数据,保证变压器检测数据的真实性和有效性,为今后的检测工作提供大量数据依据。

2.2 缺点

变压器的在线监测技术在很多方面都弥补了传统检测技术的不足,但是依据在线检测理论,还不能实现完全替代停电预防性试验。造成这种原因主要是由于以下几方面。

(1)在线监测理论和技术目前对于我国的电力企业来说还尚未完善,对在线监测状态的量性标准难以判断,变压器绝缘特征量的监测方法以及绝缘劣化的特征量等方面还须开展进一步的研究。

(2)由于在线监测是在变压器运行的状态下进行的,外界对检测设备的干扰不可避免,对在线监测测量时的干扰抑制十分困难,再加上干扰的存在,会直接影响在线监测的正确性,也降低了检测结果的可信度,并制约着变压器在线监测的应用和发展。

(3)目前在线监测测量的是工频电压下的设备绝缘参数,对电力系统内时常发生的过电压情况下的绝缘品质无法进行测量,这也制约着在线监测技术的进一步发展。

3 变压器的在线监测技术和诊断方法

3.1 油中溶解气体的在线监测和分析

随着国内外研究和应用油中溶解气体在线监测设备的不断普及,虽然不同的装置在线的检测手段和取样方式的侧重点各不相同,但是在原理上都是通过定性和定量测定气体组分和含量的高低转换成相应强弱的信号而达到在线监测的目的。并通过其现场MIS系统迅速的把测量结果传输到工作站和管理者联网的计算机中,而且很多资料都表明,目前一些有实力的公司和科研工作室都在致力于研究光声传感器,使在线色谱仪中不再携带带气装置,从而延长设备的使用寿命和检测精确度。

3.2 局部放电分析

局部放电是指在高压设备的绝缘体中,由于电场的局部集中,产生了非桥接状态下的放电现象。而目前,国内外研究最多的、应用最广泛的局部放电在线监测方法主要是采用脉冲电流法和超声波发。脉冲电流法理论上能测量小至几皮库的局部放电,但是容易受到外界电磁干扰。而超声法是通过安装在变压器油箱上的超声波传感器监测局部放电造成的超声压力波,其抗电磁干扰性能较好,采用几个超声波传感器后还能对放电定位。但由于超声波在设备内部绝缘中的吸收和散射,灵密度步入脉冲电流法高。

4 结语

综上所述,目前,我国电力变压器的检测技术相比发达国家的检测技术来说尚有一定的技术差距,而在针对降低变压器的故障发生和诊断方面已经有了突破性的进展,但是在大部分的方向发展上还不够成熟,不能投入到电力企业进行大规模的使用,因此,在实际应用上也不能够体现其科研价值。然而,在今后的几年发展过程中,这种智能的诊断方法一定会是电力市场中变压器的主流检测方法,在在线监测技术的日益普及下,变压器故障的在线诊断和远程故障处理逐渐会深入到电力设备检测的大领域中,也必将会取代目前主流的定期检测离线诊断技术,成为电力企业变压器检测技术的新主宰。

参考文献

[1] 欧阳旭东,陈杰华,林春耀,等.基于超高频法的电力变压器局部放电检测技术的研究与应用[J].变压器.2007,44(2):38-42.

[2] 王国利,吕建玉,郝艳捧,等.变压器局部放电超高频检测中校正技术的初步研究[J].变压器,2004,41(11):29-33.

在线监测技术论文篇2

论文摘要:文章论述了国内外变压器在线监测的基础研究领域近期的 发展 现状,介绍了变压器在线监测涉及的基本概念,以及两种基本的检测方法、局部放电法和变压器油色谱分析法,讨论了这两种方法的机理及性质,同时论述了局部放电模式识别的过程、所采用的各种方法的优缺点,以及变压器油色谱分析法的现状及发展状况。

随着国民 经济 的发展,电力事业迅速增长,装机容量和电网规模日益增大,人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高,在 现代 电力设备的运行和维护中,电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列,而且是导致电力系统事故最多的设备之一,它的故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目,现今大多数运用的技术有局部放电法,和变压器油色?分析法等。

一、变压器在线监测研究现状

(一)变压器局部放电(pd)在线监测

1.原理:变压器故障的主要原因是绝缘损坏,在故障前有局部放电产生,且伴随下列信号:电流脉冲,电波、超声波,c2h2,c2h4,c2h6,ch4,h2,co等气体,光信号,超高频电磁波。对上述五种信号进行测量,可以确定变压器内部局部放电的严重程度。因此五种信号的监测都有人研究。在这些检测方法中,电流脉冲法是最灵敏的。但是变电站现场电信号的干扰也是比较大的,因此采用常规的电流脉冲法,很难进行测量。超声波法及油中气体分析法现场干扰较少,但超声波法灵敏度低,对于那些深藏在绝缘内部的放电往往检测不到。同时超声波信号的传播时延大多是用电流脉冲信号触发计时器来获得。在现场使用时,局部放电产生的脉冲电流信号,往往淹没于高的干扰脉冲之中而无法分辨,难以触发计时器工作,从而导致监测系统作出错误的判断。

2.方法:(1)差动平衡法:比较进入测量系统的两个信号,一个来自中性点传感器,另一个来自变压器铁芯接地传感器。当变压器内部产生局部放电信号,它在变压器中性点及铁芯接地传感器上,产生两个方向相反的电流脉冲。而当变压器外部存在干扰信号时,他在这两个传感器上产生的电流脉冲方向相同,适当选择频率,对这两个电信号进行比较,就可以对电晕干扰加以抑制。(2)超声波检测法:利用超声波传感器,在变压器外壳上检测局部放电产生的声信号。一方面当变压器内部发生局部放电时,所产生的电流脉冲信号就被检测到,另一方面分布在油箱壁上的几个超声波传感器也会检测到声波信号。但它要比电脉冲延迟某个时间,根据这个延迟时间,就能确定传感器和放电发生点之间的距离,从而确定放电点的位置。(3)电气定位法:利用超声波传播的方向和时间以及放电脉冲在绕组中的传输过程来确定放电位置的定位方法。

(二)变压器油中溶解气体(dga)在线监测

用油中溶解气体气相色谱分析判断变压器内部故障:

1.原理:油浸电力变压器中主要绝缘材料是变压器油和绝缘油纸。这两种材料在放电和热作用下,会分解产生各种气体。而变压器内部故障都伴随着局部过热和局部放电的现象,使油或纸或油和纸分解产生c2h2,c2h4,c2h6,ch4,h2,co和co2等气体。当故障不太严重,产气量较少时,所产生的气体大部分溶解于绝缘油中。此外,发热和放电的严重程度不同,所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。因此,对油中溶解的气体进行气相色谱分析便可发现变压器内部的发热和放电性故障。

2.方法及其发展

(1)一般采用常规气相色谱仪进行变压器油率溶解气体的定期检侧,即试验人员到变电站抽取部分脱出气体注入气相色谱仪的进样口,用气相色谱仪检测,输出结果,最后将结果与标准进行比较判断。

(2)为了克服常规油色谱分析法的繁琐而复杂的作业程序,人们研制出了油中气体自动分析装置,即将常规色谱分析仪的脱气和气体浓度检测两部分置于变压器安装现场,在技术上实现自动化分析,显然,这种油色谱自动化分析装置的功能与常规色谱分析法相仿,结构上未发生根本变革,仅是作业程序上实现了自动,从技术 经济 上限制了它的推广应用前景。

(3)人们不得不研究在原理结构上有所变革创新的在线监测装置。在变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中,人们首先想到的是在油气分离上作变革,为此采用由仅使气体分子通过的高分子透气膜组成油气分离单元,从而不仅大大简化了油中气体自动分析装置的结构,而且实现了在线监测。

(4)气体检测单元上作出变革,不用复杂的色谱仪,而用气敏传感器对分离气体检测。由于气敏传感器的敏感度与所添加的贵重金属有关,工艺上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度,因此,人们最先研究成功的在线监测装置是监测变压器油中的氢气量。由于不论变压器内部故障种类如何,氢气是故障产生气体的主要成份之一,在线监测油中的氢气量就能判断变压器有无异常,然后通过常规色谱分析法来进一步判断故障种类和程度,因此,虽然这种只能判定有无异常而不能诊断故障种类的在线监测装置功能有限,但因其比常规色谱法进了一步而得到了广泛应用。

二、变压器在线监测研究 发展 趋势及研究方向

1.仪器上:发展了光学器件如分红气体分析器,红外气体分析器的特点是能测量多种气体含量。测量范围宽,灵敏度高精度高,响应快,选择性良好可靠性高,寿命长,可以实现连续分析和自动控制。红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律(i.amhert-beer定律),从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外(ftir,fourier transform infrared)型以及基于微机电系统(mems micro-electro-mechanical system)技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光,使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器(ndir)指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同,吸收固定红外线的能量就不同。

2.理论工具上:模糊理论,人工神经 网络 ,专家系统及灰色理论在dga的分析中都有应用。

三、结语

变压器作为发变电系统中重要设备,安装在线监测系统的必要性已渐渐成为电力行业的共识,电力变压器的工作效率代表了电力部门的财政收益,变压器的在线监测提高了运行的可靠性,延缓了维护费用的投入,延长了检修周期和变压器寿命,由此带来的经济效益是非常可观的。电力设备的在线监测技术是今后的发展方向,具有广阔的前景。

参考 文献

[1]徐杰.浅谈电力变压器故障的在线监测 .技术与市场(上半月)[j].technology and market,2006,(6).

[2]游荣文.变压器早期故障在线监测[d]. 全国大中型水电厂技术协作网第二届年会全国大中型水电厂技术协作网第二届年会 论文 集,2005.

[3]吴广宁,高波,等.变压器局部放电在线监测系统的试验研究[d]. 第十届全国工程电介质会议第十届全国工程电介质学术会论文集,2005.

在线监测技术论文篇3

[关键词]在线监测技术;智能;变电站;应用分析

中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0379-01

变电站是供电系统中必不可少的一部分,将在线监测技术应用到变电站中,能够有效降低变电站工作人员的工作压力,对于其工作有效性以及稳定性的提高是大有裨益的。随着我国科学技术的不断进步,在线监测技术的应用也变得越来越成熟,对于我国供电系统的进一步完善起着极大地推动作用。下文中,将就在线监测技术的相关特点进行分析,并根据应用现状提出一些合理的建议。

1 在线监测技术在智能变电站中应用存在的问题

1.1 在线监测技术共享功能需要进一步完善

要想实现智能变电站与供电系统中各个组成部分的信息数据共享功能,就必须要保证各个系统的数据收集速率保持在一个相同的水平。这样一来,就需要另外建立一个数据信息收集系统,将供电系统中各组成部分采集到的数据收集起来,然后再对数据传输速率进行统一处理。这种方式的应用,不仅会降低智能变电站的工作效率,而且也会在一定程度上加大成本投入。

1.2 在线监测技术的网络选择有待提高

网络连接方式以及数据传输速率,是影响在线监测技术在智能变电站中应用有效性的关键因素。所以,在选择在线监测技术所使用的网络平台时,必须要根据实际需要,选择更加经济、高效的供电网络系统。就当前供电系统中的网络选择方式来看,以太网的选择是比较普遍的。在应用以太网来搭建供电系统的网络系统时,首先,要注意的就是网络系统与变电站的兼容性,以确保智能变电站的稳定运行;其次,在建立网络系统时,必须要根据时展需要,设计具有双向通信功能的网络通道,以保证变电站工作的高效性;最后,就是网络选择的经济适用性,在保证供电质量的基础上,适当的控制成本投入。

1.3 在线监测技术的稳定性较低

变电站主要是用来改变电压的,其工作的稳定性将直接影响到用户的用电质量。因此,提高在线监测技术在智能变电站中应用时的稳定性是十分必要的。在线监测技术主要是采用数字信号的模式来传递信息的,在运行过程中极易受到天气状况、气温高低等外界因素的影响,从而使得在信息传输过程中出现数据缺失、延时传送等问题,对供电安全造成威胁,降低用户的用电质量,为人们的生活带来不便。

2 在线监测技术在智能变电站中的应用分析

2.1 智能变电站的相关概述

变电站是供电系统中十分重要的一个组成部分,能够实现高、低电压的转换,实现变电站的智能化应用,对于电力传输过程中信息数据的收集、分析以及对电路的保护都是十分必要的。近些年来,随着我国国民经济发展水平的不断提高,无论是在工业生产的过程中,还是在人们的日常生活中,对供电量的需求都变得越来越大。为了更好地适应社会的发展需求,实现我国供电水平与社会发展水平的同步提高,将智能化技术应用到变电站中已经是大势所趋。通过智能变电站的应用,能够及时发现在供电过程中存在的安全隐患,有效规避风险,为我国供电质量的提高提供保障。

2.2 在线监测技术的相关特点分析

2.2.1 实现传感器的智能化应用

传感器是变电站中的一种重要组成元件,它能够实现对供电网络中各类数据的收集,并传输到相应的系统。随着我国科技水平的进步,智能化技术在传感器中的应用,实现了对数据收集、分析、储存、传送等功能的完善,极大地提高了数据传输过程中的稳定性。相对于非智能传感器来说,它具有更强的抗干扰性,能够有效防止电路中感应磁场的干扰,还能够在保证数据传输准确性的基础上提高信息收集速率。传感器的智能化,主要是通过在计算机中安装相应的程序而实现的,不仅能够准确定位设备运行过程中的故障点,而且还能够有效降低设备的安装与维护难度,为变电站的高效、稳定工作提供保障。

2.2.2 实现对收集信息的智能化处理

随着网络技术的逐渐成熟,在供电系统中应用的稳定性也变得越来越高。在线监测技术在智能变电站中的应用,能够实现供电系统各个组成部分的一体化,实现各组成部分数据的无障碍传输,保证数据传输的及时性与准确性,防止在数据传输过程中出现信息遗失的问题,有效提高供电质量。随着社会发展水平的不断提高,我国供电系统的组成也变得越来越复杂,信息量大幅度增加。这一情况的出现使得我国供电系统的信息处理工作面临着更大的挑战,所以必须要加大对信息收集系统的智能化研究,实现各供电系统数据传输的及时性与稳定性,才能为我国供电业的持久发展奠定基础。

2.2.3 实现数据传输的智能化

保证数据传输的及时性与精确性,是在线监测技术在智能变电站中应用的基本要求。就当前我国供电系统数据传输的发展现状来看,最常用的通信方式是,使用光纤、无线设备进行通信。其中,前者可以选择以太网来搭建基本的网络环境,作为数据传输的网络通道,而后者则主要通过专用网络,来实现各接入点的数据传输功能。

2.3 在线监测技术在智能变电站中的应用建议

在线监测技术是通过网络技术、智能化技术、数字化技术等共同实现的。因此,在线监测技术对工作人员的专业性就会有更高的要求。在应用这一技术时,不仅要注重对先进供电设备的购置,更要注重对技术人员专业水平的提高,以此来为在线监测技术在智能变电站中的高效应用提供保障。

3 总结

提高智能变电站的工作效率,保证供电稳定性,已经成为当前建设供电系统的基本要求。将在线监测技术应用到智能变电站中,无论是对数据传输稳定性的提高来说,还是对供电系统维修工作的有效开展而言,都发挥着不可忽视的作用。所以,相关工作人员必须要重视对自身专业技能的完善以及正确工作态度的树立,积极面对在工作中遇到的难题,为我国供电业的持续、稳定发展奠定基础。

参考文献

[1] 黄海波,何智强,万勋等.高电压设备在线监测技术在智能变电站的应用[J].湖南电力,2013,(z1):52-54.

[2] 盛媛媛.在线监测技术在向阳变电站中的应用[J].油气田地面工程,2014,(8):120-120.

在线监测技术论文篇4

关键词:GPS-RTK技术;交通沿线;山体滑坡;位移监测

当前,尤其在多雨的季节,山区山体滑坡自然灾害频发,给山区的交通和人民生命财产安全造成严重损失。因此,有必要对山区交通沿线的山体滑坡进行监测,以保障人民群众生命财产安全,保障山区交通道路通畅。现阶段,对山体滑坡已有了多种监测方法,主要有大地精密测量法、近景摄影测量法和宏观地质监测法等等。毋庸赘言,这些方法可以对山体滑坡实施监测,但都存在一个严重的缺点,即精准度不够高,且会耗费巨大的人力和财力。因此,本文探究GPS-RTK技术在山区交通沿线山体滑坡位移监测中的应用。

一、 关于GPS-RTK技术

一般情况下,山体发生滑坡前,位移的偏移量都非常小,因此,必须采用高精度的GPS技术才能准确监测山体滑坡的位移动向,满足监测的需要。目前,采用常规的GPS监测方法虽然可以对山体滑坡实施监测,并且具有各站间可以独立进行监测、能够同时测定点的三维坐标等等优点,但这些方法的一大弊病是不能实时对山体滑坡进行观测,进而也就做不到及时预警。相比常规的监测方法,RTK技术的最大的优点就是它能够实时对山体滑坡进行监测,并且精确值可以精确到厘米,以此实现对山体滑坡的高精度监测。

GPS-RTK技术是一种简称,它的全称是实时动态定位技术。这项技术是基于载波相位观测值,实时提供达到厘米级的点的是三维坐标。当前,RTK技术可以分为两种,一种是较为常规的RTK技术,这种RTK技术有不小的局限性,一般只能监测较短的范围,随着距离的不断拉长,它的误差会越来越大,以致于无法得到正解;一种是网络RTK技术,这种网络RK技术实现了区域范围内厘米级和精度均匀的实时动态定位,其中最具有代表性的是VRS虚拟参考站技术。在上文中笔者分析过,山体滑坡前的位移量非常小,因此需要高精度的监测技术,而网络RTK技术能够实现高精度的实时监测,也就是说,监测山体滑坡,网络RTK技术是首选,是最佳选择。

网络RTK技术利用地面布设的参考站组成GPS参考站网络,通过收集各个参考站观测到的信息,建立误差模型,而在移动站附近会产生一个虚拟的观测站,进而实现将二者进行载波相位差分改正,实现对山体滑坡的实时动态的高精度定位。

网络RTK系统由三部分组成,一是信号接收部分,二是实时传输部分,三是数据处理部分。控制中心不断收到来自各个参考站的观测数据,控制中心实时结算载波相位整周模糊度,而后便进行误差模型的建立。移动站将单位定点确定的三维坐标,通过无线数据链路传输给控制中心,经过处理后,便可以得到点的精确位置,实现厘米级的实时定位成果。

二、 基于GPS-RTK技术的山区交通沿线山体滑坡的监测

利用GPS-RTK定位技术进行位移变化的实时监测,是一种非常先进的高科技监测手段,现阶段,国内外都非常重视,为研究这项技术投入了大量的人力、物力和财力。使用GPS-RTK定位技术对山区交通沿线的山体滑坡进行监测,是GPS技术的一项新的应用,但这种技术应用并不常见。

当前,无论是国内还是国外,许多技术专家正在积极开展基于GPS定位技术的山体滑坡监测技术的研究,并且也取得了一定的研究成果。比如李劲峰较为系统地研究了我国应用GPS技术监测新滩滑坡的现象;而国外的J.A.吉利等人则介绍了如何利用GPS快速静态以及实时动态的定位方法在滑坡监测实践中的应用情况,而且还讨论了GPS监测滑坡表面的位移的可靠性。

基于GPS-RTK山区交通沿线山体滑坡监测系统,可以人为地划分为三个模块,一是数据的收集和发送系统,二是数据的接受和处理系统,三是数据库和数据分析查询系统。

(一) 数据的收集和发送系统

数据的收集和发送系统,位于山区交通沿线的附近,此系统是由GPS接收机、监测设备和数据发送设备等组成的。此系统的主要功能是负责接收GPS接收机所处的交通沿线观测点的输送的各类数据,比如观测点的三维坐标等等,然后再将收集到的各种数据通过发送设备,通过网络传输给下一系统,也就是数据接收和处理系统。

为了实现对山区交通沿线山体滑坡的高精度监测,通常需要布设许多的GPS接收机观测点,这是为了确保监测的精确度。但这需要投入大量的资金,为了能够有效节约成本,近年来,相关人员经过技术攻关,研发出了一机多天线系统。该系统在每个监测点都安上天线,多个监测点共用同一个GPS接收机,控制中心通过对天线的控制,就可以使GPS接收机接收到各个观测点的数据。

(二) 数据接收和处理系统

该系统在控制中心,主要由接收设备、滑坡检测软件等组成,主要功能是接收各种传过来的数据,然后通过各种软件和方法处理数据,从而得到观测点附近是否有可能发生山体滑坡。如有可能发生滑坡,则将进行预警,对交通路段实施交通管制。

(三) 数据库和数据查询系统

该系统也在控制中心,由数据库和各种查询软件组成。此系统的主要功能是存储数据,并及时对各种数据进行分析和查询,用来研究山区交通沿线的山体滑坡情况。数据库中有大量的历史数据,这些历史数据可以定期分析,以此寻找山体滑坡的发生是否存在规律性,从而可以更加准确的监测山体滑坡,尽可能地减少交通事故的发生,确保人民群众的生命财产不遭受重大损失。

结语:

现阶段,我国山体滑坡自然灾害多发,给山区人民,尤其是给山区交通沿线的居民造成了很大的损失。因此,很有必要对山区交通沿线的山体滑坡进行实时高精度的监测,通过提前预警,减少交通事故和居民财产损失。GPS-RTK技术的应用,对于监测山区交通沿线山体滑坡来说,无疑是一个创新举措。基于GPS-RTK技术的山区交通沿线山体滑坡监测系统,可以实现对山体滑坡的实时、高精度监测,该系统集GPS监测技术、计算机技术、网络技术以及无线传输技术、数据库技术于一身,相对于传统的监测技术而言,具有无可比拟的优越性,给山区交通沿线山体滑坡的监测和预报工作提供了一个新方向。(作者单位:核工业西南勘察设计研究院有限公司)

参考文献:

[1]王辰宇,章璐钰,熊英男. GPS-RTK技术在山区交通沿线山体滑坡位移监测中的应用[J]. 工程技术(技术与应用),2011(9)

[2]何秀凤,丁晓丽,华锡生等. GPS一机多天线变形监测系统[J]. 水电自动化与大坝监测,2009(3)

在线监测技术论文篇5

关键词:变电站,设备,状态检修

 

随着社会经济的快速发展,对电力系统的稳定经济运行提出了越来越高的要求,传统的计划停电检修已不能满足电力发展的要求,即用最低的成本,建设具有足够可靠水平的输送电能的电力网络。科技论文,设备。电气设备的状态检修势在必行。各种微电子技术、通信测控技术的发展为电气设备的状态检修提供了必要的条件。本文主要就变电站设备的状态检修结合实际工作进行一些探讨。

1 状态检修的概念

状态检修是最近几十年来发展起来的一种新的检修模式,美国工业界认为:状态检修是试图代替固定检修时间周期,根据设备状态确定的一种检修方式。而在国内则认为:状态检修是利用状态监视和诊断技术获取的设备状态和故障信息,判断设备异常,预测故障发展趋势,在故障发生前,根据设备状态决定对其检修。设备状态检修是根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息,判断设备的异常,预知设备的故障,在故障发生前进行检修的方式,即根据设备的健康状态来安排检修计划,实施设备检修。状态检修不是唯一的检修方式,企业根据设备的重要性、可控性和可维修性,需结合其他的检修方式(故障检修、定期检修、主动检修)一起,形成综合的检修方式。

相比以前的的检修体制是预防性计划检修。这种体制出的问题是:设备缺陷较多检修不足,设备状况较好的又检修过剩。也有国外的进口设备和一些合资企业产品,按设备的使用寿命运行,规定不允许检修,随着社会经济的发展和科学技术水平的提高,由预防性计划检修向预知性的状态检修过渡已经成为可能。状态检修可以减少不必要的检修工作,节约工时和费用,使检修工作更加科学化。科技论文,设备。

2 变电站的状态检修

变电站一次设备的检修应从实际出发,按照“该修的修,修必修好”的原则,并且结合变电站的具体情况进行合理选取。在新建或改建项目中可以率先引入状态检修把监测和诊断设备的安装事先融入规划设计之中。由于目前设备的状态检修依据大部分为根据检修历史及当前运行的实际情况,对设备进行评估后得出的结论。我们应挥设备的在线监测功能,完善设备的监测装置,为状态检修提供充足的依据。至于那些故障率较低或非重要地区的变电站,为了预防事故的发生而全部采用价格高昂的监测诊断系统,有时从经济上考虑是不合算的,可以只针对发生故障率较高的关键部件进行监测。安装实用并且功能简单的监测诊断设备,然后在探索设备使用寿命过程中,用科学的方法先逐渐延长变电站一次设备定期检修的周期,待变电站资金宽裕时,再予以完善安装监测装置。

 

3 一次设备的状态检修

3.1 变压器

(1)声音异常。变压器在正常运行时发出均匀的有节律的“嗡嗡”声,如果出现其它不正常声音,均为声音异常。科技论文,设备。变压器产生声音异常的主要原因有以下几方面:当有大容量的动力设备起动时,负荷突然增大;由于变压器内部零件松动;当低压线路发生接地或短路事故时。

(2)绝缘状态检测。变压器的绝缘状态主要是对变压器的受潮和老化现象进行检测。变压器绝缘状态检测通过电气绝缘特性试验、油简化试验、绝缘纸含水量、老化试验等进行状态评估、分析。

(3)引线部分故障。引线部分故障主要有引线烧断、接线柱松动等。引线部分与接线柱连接松动,导致接触不良。引线之间焊接不牢,造成过热或开焊。如果不及时处理,将造成变压器不能正常运行或三相电压不平衡而烧坏用电设备。

3.2 断路器

断路器常见的故障有:断路器拒动、断路器误动、断路器出现异常声响和严重过热、断路器分合闸中间态、断路器着火和断路器爆炸等。由于直流电压过低、过高,合闸保险及合闸回路元件接触不良或断线,合闸接触器线圈极性接反或低电压不合格,合闸线圈层次短路,二次接线错误,操作不当,远动回路故障及蓄电池容量不足等因素,都能造成断路器拒动。由于开关本体和合闸接触器卡滞,大轴窜动或销子脱落和操动机构等出现故障,都能造成断路器拒动。

由于合闸接触器最低动作电压过低和直流系统出现瞬时过电压,造成断路器操作机构误动;由于直流系统两点或多点接地造成二次回路故障;由于互感器极性接反、变比接错,造成二次回路错接线;由于绝缘降低、两点接地,造成直流电源回路故障以及误操作或误碰操作机构,这些都会导致断路器误动。

对此的处理方法是,先投入备用断路器继续供电,然后查明误动原因,设法及时排除误动的因素,使开关恢复正常运行。

3.3 隔离开关

隔离开关常见的故障主要有以下两方面:

(1)隔离开关载流接触面过热。由于隔离开关本身的特点和设计的局限,不少载流接触面的面积裕度较小,加上活动性接触环节多,容易发生接触不良现象。因此隔离开关载流接触面过热成为较为普遍的问题,隔离开关过热部位主要集中在触头和接线座。

(2)接触不良。由于制造工艺不良或安装调试不当,使隔离开关合闸不到位,造成接线座与触头臂接触不良从而导致接线座过热。科技论文,设备。进行刀闸大修时常发现接线座与触指(触头)臂连接的紧固螺母松动现象。这种情形一般是由于制造质量不良加上现场安装时没能检查出来造成的。科技论文,设备。接线座与引线设备线夹接触不良,多数是由于安装工艺不良造成的。科技论文,设备。例如安装时没有对接触面进行足够的打磨和进行可靠的连接,铜铝接触时不采用铜铝过渡材料等。

4 结束语

就技术层面看,目前在线监测得到的数据分析和综合评判还处于初步状态,最终的结论还需要人的参与,这与在线监测的数据积累不够充足有关,在数据的融合和判据的效用方面还有许多工作要做。同时在管理上客观要求提高运行人员的素质,打破目前按一次设备、二次设备、计量和通信等专业划分的运行、检修模式,以便详细地分析所有能得到的信息资料,综合判断设备的状态。

随着我国电力体制改革的不断深入,定期检修制度已经不能完全适应形势发展的需要。因此,迫切希望能实现对变电站一次设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转变,对变电站一次设备实施状态检修。随着国网公司智能化变电站的建设和在线监测技术、数字化变电站的快速发展,以及我国电力体制正逐步解除管制,对变电站一次设备实现状态检修将会极大地提高电网的供电可靠性,为社会的发展提供强劲、充足的电力能源。

参考文献:

[1]黄树红李建兰发电设备状态检修与诊断方法中国电力出版社.2008

[2]江苏省电力公司电力系统继电保护原理与实用技术中国电力出版社,2006

[3]关根志,贺景亮.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J]中国电力,2000,33(3)

[4]陈维荣,宋永华,孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].电网技术,2000,24(11);12-17.

 

在线监测技术论文篇6

关键词:电气设备;技术检测;漏洞;改进思路

中图分类号: TM762 文献标识码: A 文章编号:

最近几年,世界许多国家频繁出现大规模停电事故,原因大部分与电气设备本身存在的问题有关。针对这一情况,开发出了电气设备在线运行时的监测和诊断技术。但是这门技术还存在许多不足之处,有待在实际操作应用中使其不断完善,最终成为防止大规模停电事故的防线。

电气设备在线监测技术的重要意义和应用前景

电气设备的寿命长短受到很多因素影响,而且故障频发,这也成为我国电网频繁出现事故的重要原因之一。国外的情况同样如此,大规模停电事故中,电气设备的原因占很大比例。电气设备的在线监测和诊断技术,可以对电气设备在运行状态下进行在线评估,以及它的后续使用寿命的预估,为以后的维修提供数据理论支持,因而提高了电网在运行当中的安全性,减少了经济成本。所以说,防止电气设备自身出现故障引发的大规模停电事故,是预防电网出现故障的一道首要防线。而电气设备在线监测和诊断技术为此提供了技术支持。

随着现代技术的发展,电气设备的在线监测和诊断技术也在不断地进步和完善。现在,电气设备状态的监测受到传感器设备的可靠性和工作环境电磁干扰的影响。因此,在信号处理、人工智能、专家系统应用技术是今后发展的热点方向。

电气设备监测系统与高科技前沿技术的融合。

计算机、人工智能和电力电子技术的不断发展,为电气设备的在线监测诊断提供了良好的技术支持。今后的发展会将高速化的运算处理器与神经网络、模糊处理逻辑和专家系统有效地结合起来,应用与电气设备的监测和诊断。这必将会带动供电技术的巨大提高。

由检测单台设备向整体设备的延伸发展。

电网系统是有众多的电气设备共同组成的整体系统,虽然设备都是独立的的,但是因为某一台设备的故障检修会影响到整个供电和变电系统的运行。特别是大规模电网进行检修的时候。

电气设备的远程监测技术和网络化跟踪技术发展。

现在分布式计算机技术、大型数据库技术、对象软件技术和宽带信息通信技术的快速发展,为互联网在电气设备监测和诊断技术的运用提供了依据。这就是,采集电气设备的状态数据,实现对电气设备的早期诊断和及时的维修。互联网技术必将缩短维修专家与电气设备之间无论是空间还是时间的距离。

电气设备在线监测系统的基本构架

信息色监测和传输:通过不同监测对象和诊断目的,选择相应传感器数据,并将其转化为模拟或数字信号。然后将信息通过专门的电缆或光缆传输出去。

数据处理:对从检测单元传来的数据进行前台机预处理和后台机综合分析,提取出反应设备故障的数据。

状态处理:对经过数据处理的有效数据,与操作规程、历史数据经验、专家知识进行对比,得出故障类型,并定位故障位置。

预报决策:通过状态识别出故障,由决策系统对故障发展趋势和设备绝缘状况作出预测评估,为维修提供支持。

电气设备监测技术存在的漏洞及解决思路方法

从过去传统的定期保养维修到现在的在线状态监测维修,是巨大的技术革新,因此也需要一个很长时间的生产实践和运行过程的积累,才能总结出预防电气设备的规范化操作流程。同时电气设备在线监测诊断技术也存在一些技术上的漏洞和不足,需要我们在实践中进行改善。

电气设备在线监测装置的工作稳定性

电气设备在线监测装置的工作稳定性是技术方面的问题也是制作工艺方面的问题。

1)元器件的寿命老化:电气设备在线监测装置所用到的元器件种类繁多,这其中电子元器件如果在某种恶劣的环境下工作,在电力系统过压、短路等故障的冲击作用下非常容易损坏,如前台包含传感器的前台机因为直接安装在设备上或附近,在复杂环境和连续高温高压的条件下对元器件的寿命和稳定影响颇大。后台的工作控制机质量不过关,冲击产生的负荷对主板电路和控制器件的危害也是很大的,还会出现死机现象。

2)电磁的兼容性:许多研究人员和制造厂商都花费了许多精力研究防止电磁对监测设备的干扰。电气设备监测装置是采用软件和硬件相结合,以软件为主的设计思想,在实验室中进行的试验已经可以在非常强的电磁干扰中找到非常微弱的监测信号。但是,不同的变电站它的干扰源和传播的路径是不同的,因此要对此作出相应的对策和技术调整,这就需要出厂和安装后调整好电磁兼容的标准。

3)现场的维护和保养:因为电气设备在线监测装置的传感器等元件,要面临在长时间复杂恶劣的环境中运行,元器件会出现老化因此会使它的功能和灵敏性出现变化,光敏、气敏传感器因敏感性变化会使相应的监测数据出现偏差,因此要定期设置数据值、检修和维护。所以,电气设备监测装置制造商要制定出维护时间和更换周期,用户中也要随时对检测装置随时进行检测维护。

(2)电气设备在线监测装置诊断系统的标准化制定

因为电气设备在线监测装置技术仍处在技术开发阶段,在线监测的技术方法和诊断方面的软件都在陆续的完善和改进中,这就影响了在线监测装置和诊断技术的标准化制度进程的发展。

1)监测装置:现在的电气设备监测发展趋势,应该尽快根据现场的总线技术行业标准和数据通讯的规则,制定标准化的设备库标准和完善的信息查询管理系统,使每个生产商之间的产品具有开发、可扩展、互换性。只有这样,才可以让用户从不同特点的生产厂家进行优化组合监测装置的每个单元,进而提高整个系统的稳定性、可靠性,减少维护队伍,方便用户维修。

2)监测系统:大家都知道,在电气设备的运行过程中获取的监测数据和在离线设备中监测到的实验数据会有不同程度的差别,因此不能把在离线设备中进行实验的诊断标准数据作为在线设备中监测数据的诊断标准。现在主要采用横纵比和综合分析相结合的在线诊断技术思路。

(3)电气设备健康状态在线监测评估和设备剩余寿命预估的技术

电气设备在线监测技术的特点是对电气设备的健康状态进行随时监测,所以当监测设备累积了大量数据并总结出电气设备状态变化后,诊断系统应具备对电气设备的健康状态进行在线寿命评估和剩余寿命的预测功能。如在设备运行的5~10年,为电气设备的稳定时期,为了使电气设备的在线监测装置使用寿命得到延长,可以定期的对设备进行维护;当设备运行10~20年,为设备的劣化阶段,通过稳定时期的检测数据情况,进行多次定时检修,并根据监测设备工作性能的不断变化,定期对其寿命进行预估;当设备运行20年以上,要实时连续进行监测,要给出在线监测评估剩余寿命的预测和维修技术策略。

结语:

电气设备的在线监测系统技术,在不断的生产实践过程中已经总结了许多宝贵经验,并在一步步走向成熟。监测设备功能已日趋完善,并方展为分层分布结构、模块化设计、现场总线控制,并能通过局域网将电网系统许多变电站的监测数据汇集到数据管理系统,实现对整个电网系统不同变电站设备状态的实时在线监测和故障诊断。相信,电气设备在线监测诊断技术将会成为防止大规模停电的重要技术对策。

参考文献:

[1] 杨建新. 电气设备状态监测及故障诊断系统的开发[J]. 中国科技信息, 2007(06)

[2] 梁华兰. 电气设备的状态监测与故障诊断[J]. 伊犁师范学院学报(自然科学版), 2008(04)

在线监测技术论文篇7

关键词:公路 路桥结构 施工 工程测量

一、公路测量恢复定线

1、水准测量施工测量时,水准点的选择也比较重要,一般来说,设计的水准点都放在500M以上,对于某些施工单位来说,难度非常大。施工单位再根据施工现场的地形特征,来间隔水准点的补设。选择水准点可以在机井台等较牢固处,或直接埋设,并对各个加密水准点方位做详细记录。测量:测量前相关仪器一定要经过有关部门检测,严格依照四等水准测量作业规程进行,每近邻两个水准点进行闭合测量,且加密的水准点都要进行闭合和复测。计算:首先,要从数据上查验是否满足四等水准的需求;然后,每两个水准点闭合计算,复审设计机构的所提供的水准点闭合计算,同样复核设计机构的所提供的水准点是否能够闭合。

2、中线放样导线点坐标的复测:导线点坐标的复测计算一般按照三个步骤:首先由公路设计机构提供给施工单位导线控制桩坐标;然后进行导线点的计算,测量之前可以依据设计机构所提供的坐标先计算好转折角与边长,和实测结果相对比较。测量的时候需要注意两点:①全站仪或者光电测距仪配合经纬仪要经过权威部门的检测,务必保证测量的精确度;②误差较大时,要找出产生误差的原因,是导线点位置的挪动造成的,还是仪器的故障造成的。最后,由监理部门审核,比如,监理部门提出的闭合差衡量是否闭合,导线精度是否满足导线长度计算的精确度,如果满足,尽快整理出导线点成果表。中桩放样:中桩放样是以某个间距最近的导线点为基点,后视邻近导线点,拨角测距放出此中桩点,观测角与距离是以此三点的坐标计算而出的。常见的中桩是直缓,缓圆,曲中和圆缓,缓直,直圆,圆直,交点等等,且位置稍好能够互相通视的点。中桩穿线:直线点是否在一条直线上,曲线点是否在一条曲线上,是衡量导线点合格的技术参数的标准之一。如果中桩穿线不合格,查找原由,应仔细记录穿线过程的各类数据,进行科学分析,根据全线测量结果来计算,寻找怎样调整中桩位置。要以该直线或曲线距离最远点整理中间点,线型结点要先定曲线后定直线。总结并整理出减少误差的最佳方案。栓桩:中桩导线点放样首先要考虑到施工由于高填或深挖后能否还可以由其恢复中桩。中桩如没调整,其中桩放样记录也是栓桩的一个办法。如果调整了,可以在导线点再次实测进行记录栓桩。别的骑马桩、三角网也可来进行栓桩。

3、与其它标段的联接设计单位交桩时,要在标段接头点指出两个导线点为两个标段的共用点,作为前标段附合导线已知终边跟后一标段的起始边,剩下的依次类推,施工单位要按照指示的附合导线的已知启始边和终边来进行导线测量与计算,其坐标不再修改。监理要指出标段交界桩的放样措施.就是以此两个导线点哪个为测站,哪个是后视点。水准点为接头处共用点,相邻标段接头一定间距之内要以这个水准点放样。条件允许还可以规定标段头尾一定间隔距离范围小桩的放样办法。

二、桥梁工程测量技术

1、桥梁测量特点桥梁工程测量是研究桥梁工程细节几何实体的测绘与抽象几何实物测设而成的理论,措施和技术的一项实用性科目。通常把与桥梁工程建设相关的工程测量分为规划设计、施工作业建设跟运营管理三部分阶段,其相应的主要作业项目为工程勘测、施工测量与安全监测。桥梁的测量控制点特点主要有分布隔施工区域远、精准度级别高,控制网布置不规则等几点。测量会受施工现场环境的制约跟当时气候的影响。受水面上风、雾,湿度,大气折光等影响,测量时应该输入温度、气压修正系数。水面的潮起潮落与波浪对基础的冲击所产生摇晃,测量时要选择适宜的机会,并且对控制点进行定期和随即的复测。

2、测量仪器的选择水上测量仪器有匹配全套的全站仪(精准度在2"以上)、水准仪(精准度在1MM/KM以上)、若干数量的GPS组合设备配件等。

3、桥梁建设测量作业规划设计阶段的测量作业主要是提供各项比例尺的地形图纸、断面图纸,此外还需要为工程的地质勘探与水文地质勘探以及水文测量校验等实施测量。施工作业阶段的测量工作先是要依照地形、工程性质和施工组织与计划等,设置施工控制网,再按照施工需求,采用各类不同的放样措施,把图纸上所设计的内容转移到现场实地。此外还必须进行施工质量检控,竣工测量,变形观测和设备的安装测量等。在运营的时候,为了见监控工程建筑物安全状况,知道设计是否合理,验证设计理论是不是正确,必须要对建筑物的水平位移,沉陷,倾斜和摇摆等实行周期性或持续的监控测量。针对大型的工业设施,还要进行多次的检测和调整,来保障它按照设计安全运行。桥梁工程建设地形测绘:地形测绘有两种情况,一个是工程规划和勘察设计阶段的测绘,另一个就是工程竣工以后的测绘。两项在技术手段上没有特殊区别,一般都是应用数字测图技术来测绘数字线划图(DLG),并且依照需要采集生成数字高程模型(DOM)。当下户外数据采集的走向是多传感器技术的集成应用。现在已出现了部分基于全站仪,卫星定位、数码相机等多样传感器的内、外业综合化数据搜集和制图系统,对于普通桥梁工程,还能够利用航摄影像,高分辨率卫星遥控感应影像。

4、桥梁工程放样和变形监测伴随着大型桥梁工程建设的持续增加,当前十分需要发展迅速、准确、经济、高效的空间放样测设技术。基于智能化全站仪,激光,遥测,遥控与通讯等技术的综合式精密空间放样测设技术将会有很好的应用前景。除放样测设之外,大型桥梁工程在施工作业过程中和竣工时对其空间形态进行实时或准实时的精准检测与完整记录越来越受到重视,市场需求持续增加。除智能化全站仪外,数字近景摄影测量和地面激光扫描等技术具备优质的应用潜力,但是可操作性和作业效率均需要改善。在变形监测模块,需要进一步研究开发大型桥梁动态和静态变形监测的自动化技术和措施。变形测量不管在理论研究还是实践操作上都取得了实质性的成果,但技术手段与作业方式上仍期待有新的突破。与此同时,应积极发展检验,监测数据的实时处理,智能化分析和可视化表现等方面的技术,以适应形态检测和变形监测对成果获取的及时性和成果品质保障等方面的需要。

三、结语:

在现代空间信息技术特别是在卫星定位测量技术方面的突破性发展已经成为工程控制测量增添了新的血液,让工程控制测量方法产生了巨大革命。一是传统所用的三角测量,三边测量,边角测量和导线测量等测量方式已经被卫星定位测量所代替,二是GPS差分基准站网,向专业应用部门与公众提供高精准度的GPS定位服务项目,这将能使基于GPS的测绘技术进入全方面的应用阶段。

参考文献:

[1]邹德.GPS应用[J].中国科技财富,2009(16).

[2]于兴泉.工程测量在城市建设中的用[J].中国新技术新品,2010(5).

[3]王雷.浅谈高速公路测量[J].黑龙江交通科技,2007(30).

在线监测技术论文篇8

关键词:桥梁施工;监控;技术

中图分类号:U445文献标识码: A

一.桥梁施工监控目的与意义

桥梁施工监控的目的是为保证桥梁施工期间的安全、满足规范要求和设计质量。桥梁施工监控对施工期间的桥梁结构应力状态、变形状态进行实时监测和控制,使桥梁结构在恒荷载下的受力处于理论计算的容许范围内,使桥梁轴线偏差和挠度偏差在规范容许标准内,及时发现并修正施工中出现的偏差,达到理想的成桥线型和结构应力状态。施工期间布设的监测系统,也为桥梁竣工验收、运营监测系统提供了监测基础,对于桥梁施工、竣工、运营期间的安全和质量跟踪监测以及管理维护等方面,都有重要的工程实际意义。

二.桥梁施工监测内容和监测技术

在桥梁施工过程中,为保证桥梁结构的施工安全和质量,应对施工全过程进行监测和控制。桥梁施工监测是桥梁施工控制的基础,主要对桥梁结构关键部位的位移、应变、应力、温度、材料性能参数、环境参数等力学物理量进行实时监测,以获得各施工工况下的结构实时状况,与理论分析计算结果进行比较,调整分析计算参数,控制施工质量和精度。通过施工监测数据,能够及时发现截面应力过大、几何线形超限的结构不利状态,以利查找原因,采取相应措施,及时防止出现桥梁安全事故和质量问题。对于不同的桥梁结构类型和施工方法,采用的监测内容和技术方法各有所不同。

对于拱桥,拱肋关键截面( 拱脚、拱顶、L/4,3L/4截面、吊杆附近截面) 的应力、拱肋线形、拱脚坐标、桥面线形、系杆拱桥中吊杆拉力、系梁应力、拱脚变形、拱墩应力和位移、构件内温度等,是施工监测的主要内容。常采用全站仪、精密水准仪等监测拱桥关键部位的变形和位移。振弦式应变传感器常用于监测混凝土、钢筋应变和钢管应变; 穿心式压力传感器和振弦式索力传感器可用于监测吊杆拉力。采用智能型温度传感器监测构件内、外的温度。在拱桥的主要施工工况,如拆除拱顶支撑、张拉系杆、灌注钢管混凝土、桥面铺装前后等,拱桥结构受力变化较大,需进行密切的施工监测,以保证拱桥施工安全和结构合理受力、几何线形符合设计要求,确保拱桥施工质量。

对于大跨连续梁桥和连续刚构桥,目前较多采用悬臂施工法。在悬臂施工阶段和合龙期间的结构体系转换阶段,应进行密切施工监测。所监测的主要内容有:主梁关键受力截面(跨中截面、中墩支点截面、L/4截面)的应力,墩底截面应力,预应力张拉力、预应力损失、挠度,轴线偏位等。

对于斜拉桥,斜拉索的索力、主塔位移、加劲梁关键截面应力、塔根应力,墩根应力,主梁线形、轴向偏差等是主要监测内容。承台和主塔属于大体积混凝土,施工期间混凝土内部温度监测也是重要的监测内容。索力的监测可以采用振弦式压力传感器、磁通量传感器、拉索自振频率分析等监测方法;应力监测可采用振弦式应变计、光纤光栅传感器等; 混凝土内部温度及拉索温度可采用智能温度传感器监测;桥梁结构的位移监测可采用全站仪、精密水准仪、激光位移监测仪、GPS监测技术等进行检测。

对于悬索桥,主缆线形监测、主塔位移监测,吊杆内力监测、加劲梁关键截面应力、加劲梁几何位置监测、锚碇混凝土内部温度监测、承台混凝土内部温度监测等,为施工期间的主要监测内容。斜拉桥施工阶段采用的监测技术,可以用于悬索桥施工监测。

目前在桥梁施工监测中用以监测结构应变的监测技术有: 振弦式应变传感器、光纤光栅传感器、振弦式索力传感器等;用以监测结构位移的监测技术有:全站仪、精密水准仪、激光位移监测仪、GPS监测系统等。

振弦式应变传感器,利用振弦频率与钢弦拉力的关系,通过测试振弦频率得到测点的应变,可得到测点的绝对应变增量,适用于对结构进行长期应变监测。但是受到温度影响,测试数据存在温漂现象,以及初始频率的零漂现象,都需进行修正,其监测数据的长期稳定性也受到一定的限制。

光纤传感技术,基于检测光纤在受到外界环境的影响( 如温度、应变的变化) 下,其传输光的强度、波长等光波量的变化,从而获得测点处温度、应变信息,具有抗电磁干扰,不受温度、湿度等环境因素影响,监测数据无零漂的优势。所检测的光信号通过光纤传输,可实现对结构的分布式、远程、长期监测,监测数据稳定,精度高,传感器耐腐蚀,抗老化,长期性能稳定,是目前最具应用价值和前景的现代监测技术。光纤光栅传感技术可用于监测混凝土裂缝发展,监测混凝土应变、钢筋应力、拉索索力的变化、监测混凝土内温度的变化、监测结构位移和振动响应等,在桥梁结构施工监测、竣工试验、运营健康监测中得到应用,取得了很好的监测效果。

GPS全球定位系统(global position system),是基于卫星的无线导航定位系统,由环球卫星和接收装置组成,可提供被监测物的精确三维坐标(mm级精度),其高精度的动态定位测量和导航功能,在大地测量科学、地球科学、地震科学、气象科学、海洋科学、军事科学等领域得到广泛应用。在灾害监测、智能交通、城市规划等方面也得到应用。在桥梁施工监测和运营健康监测中已得到了成功的应用,可对桥梁结构的几何线形、偏位、高程、动力学参数等进行远程实时动态监测,以保证桥梁结构的施工质量和安全。

监测数据的无线传输技术,减少了监测数据缆线的用量,减轻了工作劳动量,避免了与施工的相互干扰,数据采集、传输更加高效和快捷,已在桥梁施工监测及运营健康监测中得到了应用。无线传感器网络系统,融合了传感器技术、计算机技术、网络技术、无线通信技术、分布式信息处理技术等,通过网络将监测信息传输到用户终端,监测结果传输快捷、处理高效,已经在军事科学、空间探测、环境监测、安全监测、智能交通等领域得到应用。将无线传感器网络系统应用到桥梁结构的施工监测和运营健康监测,具有广阔的应用前景。

桥梁施工阶段布设的监测系统,可用于桥梁竣工验收监测,以及桥梁运营时期的健康监测,成为目前施工、竣工、运营三位一体监测系统的重要组成部分,其监测技术的选用和测点布设,以及数据分析处理系统,对于桥梁长期监测具有重要的意义。

三.监控原则

桥梁施工监控是一个施工量测识别修正预告施工的循环过程。施工控制最重要的目的是关注施工中结构的受力安全,具体表现为: 变形控制在允许范围内,并保证其有足够的强度和稳定性。

施工监控的原则是稳定性、内力和变形控制综合考虑。在施工中采取如下的控制策略:主梁控制截面应力和挠度应在施工过程中实时监测并反馈,整个施工过程中以主梁标高和应力作为主要控制指标。标高主要控制线形,确保最终成桥线形和设计线形相一致;应力主要通过定期监测与分析,及时发现施工中可能存在的异常情况,及时预警,保障施工安全。

在施工中,如发现全桥应力接近或超出安全控制指标或主梁线形误差偏大,应暂停施工,查明原因,及时纠正,以尽可能使两者均满足要求。

四.桥梁施工监控分析计算和施工控制

桥梁施工监控的分析计算,将有限元软件的理论分析计算结果与实际监测数据进行比较,对理论分析模型中的计算参数进行合理修正,再由修正后的模型参数计算出施工各阶段的截面应力、变形和位移、结构体系转换下的内力重复分布等,得到桥梁结构关键施工工况下的受力状态和几何状态,给出施工立模标高,索力调整值、吊杆力调整值等,用于指导施工及安全预警,以实现对桥梁结构施工阶段和成桥后的安全、合理受力及理想几何线形的控制。

结束语

现代监测技术和施工控制理论的发展,综合运用了许多现代先进科学技术,使得桥梁结构施工和运营阶段的安全和质量得到了科学的监测和保证,避免了许多桥梁结构质量事故的发生,将桥梁结构质量控制技术提高到了一个新的水平。可以预计,随着现代科学技术的发展和应用,桥梁结构质量控制技术还将得到进一步的提升,桥梁结构的质量安全将会得到更加可靠的技术保障。

参考文献:

[1]蒋连玉.浅谈赛格怒江大桥桥梁施工监控技术[J].广西城镇建设,2011(6).

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