[發(fā)明專利]一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210300687.1
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN102840928A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃畢堯;陳希;汪洋;雷煜卿;仝杰;高強(qiáng);盧錕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32;G02B6/44
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，具體涉及一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

高壓電纜的負(fù)荷大，發(fā)熱量高，其表面溫度能夠比較真實(shí)的反映電纜的實(shí)際運(yùn)行情況，如過負(fù)荷運(yùn)行、電纜線路絕緣故障等。基于溫度信息對(duì)線路進(jìn)行在線運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)電纜日常檢修與維護(hù)、電纜故障預(yù)警與診斷、線路事故排查與應(yīng)急的重要手段。同時(shí)，通過電纜溫度，結(jié)合日照、環(huán)境溫度和風(fēng)力等的傳感器數(shù)據(jù)，可精確分析計(jì)算電纜的最大允許載流量，為合理配置負(fù)荷提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。

光纖復(fù)合相線（OPPC）是在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中嵌入光纖單元的一種新型特種光纜，它充分利用了電力系統(tǒng)自身的線路資源，具有傳輸電能與通信業(yè)務(wù)的雙重功能。在我國(guó)現(xiàn)行電網(wǎng)中，輸電線路電流一般都采用三相電力系統(tǒng)傳輸，用OPPC替代三相中的一相，形成由兩根導(dǎo)線和一根OPPC組合而成的三相電力系統(tǒng)，不需要另外架設(shè)通信線路就可以解決電網(wǎng)的自動(dòng)化、調(diào)度、保護(hù)等問題。因此，OPPC技術(shù)提供了另一種電力通信解決方案。OPPC光纜充分利用電力系統(tǒng)的特有資源(輸電線路、桿塔等)，與電力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合在一起建設(shè)，施工速度快，工期短，采用OPPC光纜可優(yōu)化輸電線路設(shè)計(jì)，能充分利用輸電線路資源，避免了在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容、短路、雷擊等方面與外界的矛盾；OPPC光纜的建設(shè)不會(huì)給輸電線路增加額外負(fù)擔(dān)，降低了人為破壞的可能性。另外由于OPPC采用截面大的良導(dǎo)體材料制造，能承受的短路電流比OPGW光纜大；同時(shí)OPPC安裝時(shí)不一定在桿塔的最上方，所以不易遭雷擊，避免了像OPGW由落雷引起的斷芯、斷股的事故。110kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)線路沒有架空地線，該電網(wǎng)架空導(dǎo)線對(duì)地面的常規(guī)距離已按設(shè)計(jì)選定。過去建設(shè)時(shí)不可能考慮光纖通信的要求，現(xiàn)在架設(shè)ADSS時(shí)，對(duì)地安全距離不夠，掛點(diǎn)距離偏高，只有選擇OPPC最為合適。對(duì)于高電壓等級(jí)的輸電線路，OPPC仍然具有應(yīng)用的空間和可能性，國(guó)外已經(jīng)有了應(yīng)用實(shí)例。

目前高壓電纜包括電纜和架空導(dǎo)線的溫度在線監(jiān)測(cè)通常分散安裝各種接觸式和非接觸式傳感器，使用無線通信技術(shù)傳輸信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)由于電源、絕緣、通信傳輸?shù)葐栴}，不易實(shí)施。本發(fā)明專利根據(jù)輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)需求，以及OPPC應(yīng)用，結(jié)合拉曼散射分布式光纖傳感技術(shù)原理，設(shè)計(jì)一種用于光纖復(fù)合相線（OPPC）在線溫度監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)合OPPC和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)輸電、測(cè)溫、通信三種功能。提升輸電系統(tǒng)智能化程度。

相關(guān)中國(guó)專利ZL200920289025.2一種應(yīng)用于光纖復(fù)合相線OPPC的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，由基于布里淵散射的分布式光纖系統(tǒng)BOTDR、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、傳導(dǎo)光纖及其接頭盒和光纖復(fù)合相線OPPC組成，可完成對(duì)OPPC應(yīng)力應(yīng)變異常點(diǎn)監(jiān)測(cè)；相關(guān)中國(guó)專利ZL200910175452分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，發(fā)明包括單片機(jī)控制板、光纖溫度場(chǎng)信息采集模塊、光電探測(cè)器和電路信號(hào)后處理模塊，可完成對(duì)測(cè)溫光纜的溫度監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)OPPC溫度監(jiān)測(cè)。中國(guó)專利ZL201110007053.2基于分布式光纖測(cè)溫方法的電纜載流量監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，測(cè)溫光纖直接接觸電纜表面，使用的測(cè)量方法不能用于OPPC溫度監(jiān)測(cè)。美國(guó)專利US7412117(PCT/GB2004/004383)Apparatus?and?method?for?distributed?temperature?sensing,并沒有考慮OPPC線路復(fù)雜熱傳導(dǎo)特點(diǎn)，沒有考慮到架空光纜多點(diǎn)接續(xù)的特殊性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，該方法用于對(duì)運(yùn)行的OPPC光纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)分區(qū)監(jiān)測(cè)，為輸電線故障預(yù)警、動(dòng)態(tài)增容等應(yīng)用提供準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括OPPC光纜1、光單元2、光纜接頭盒3、引入光纜4、測(cè)溫主機(jī)5和監(jiān)控計(jì)算機(jī)6；所述OPPC光纜1、光單元2、光纜接頭盒3、引入光纜4和測(cè)溫主機(jī)5依次連接；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)6與測(cè)溫主機(jī)5連接；

所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別與載流量評(píng)估系統(tǒng)和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接。

其中，所述OPPC光纜1包括至少一層鋼芯11、至少一個(gè)光單元12和至少一層鋁線13；所述至少一層鋼芯11和至少一個(gè)光單元12構(gòu)成OPPC光纜的中心加強(qiáng)芯；所述至少一層鋁線13均勻設(shè)置在中心加強(qiáng)芯外層。

其中，所述鋼芯11采用鋁包鋼線或鍍鋅鋼線；所述光單元12為不銹鋼管光單元；所述鋁線13或?yàn)殇X合金。