[發明專利]基于光纖彎曲損耗原理的導線斷股和損傷的檢測方法

無效

• 申請號: 201210410640.0
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102879706A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 肖嶸;楊凌輝;季獻武
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種輸電線路的故障檢測方法，尤其是涉及一種基于光纖彎曲損耗原理的導線斷股和損傷的檢測方法。

背景技術

高壓輸電線路被稱為國家電力系統的“血管”，直接關系到國家的經濟建設及國防建設。隨著近些年國民經濟的日益發展，現代電力系統不斷向著大機組、大容量和高電壓的方向迅速發展，電力系統的運行條件更加苛刻，電力輸送距離日益增加，對輸電線路安全性的要求也越來越高。而高壓輸電導線是輸電線路電功率的載體，是直接保證電力系統安全穩定運行的重要組成部分。

高壓輸電導線通常布置在野外露天環境中，長期處于日曬、風吹、冰凍等惡劣的運行條件下，極易受到各種自然條件的影響。一般認為輸電導線一直處于微風振動狀態，微風引起的振動幅度雖然比較小，但是由于常用的輸電導線為鋼芯鋁絞線，這種導線是由內層鋼芯與外層鋁絞線通過一定角度纏繞在一起組成的。在長期的彎曲作用與軸向拉力的共同作用下，導線的股與股之間、導線與線夾之間會產生局部微小的相對滑動，導致各接觸面發生微動磨損，經歷年復一年的累積，導致輸電導線斷股、損傷，造成輸電線路破壞。輸電導線的斷股、損傷，輕則降低載流量，重則造成斷線事故，嚴重危害輸電線路的安全運行。國內外由于輸電導線斷股、損傷引起的事故時有發生。

目前，對輸電線路進行巡視主要有地面目測和直升飛機航測兩種方法，地面目測通過人工巡線的方式進行，采用肉眼或望遠鏡對輸電線路進行觀測，由于輸電線路所處地理位置等條件限制，人工巡線精度低、勞動強度大，且存在盲區；直升飛機可攜帶多種儀器設備對輸電線路進行航測，精度和效率較高，但由于受巡視區域地理、氣候等條件的影響，存在安全隱患，且巡線費用高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能進行精確定位、提高輸電線路巡檢效率、提高電力系統可靠性的基于光纖彎曲損耗原理的導線斷股和損傷的檢測方法。輸電導線斷股、損傷處裂縫寬度的變化引起相應傳感光纖產生光損耗，本發明方法就是利用光時域反射儀(OTDR)技術對光損耗進行測量，從而對高壓輸電導線的斷股、損傷情況進行檢測。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于光纖彎曲損耗原理的導線斷股和損傷的檢測方法，該方法包括：

1)將檢測用傳感光纖固定在高壓輸電導線上，且檢測用傳感光纖與高壓輸電導線間形成一個夾角；

2)光時域反射儀發射探測激光到檢測用傳感光纖入射端，該探測激光沿著檢測用傳感光纖傳輸；

3)檢測用傳感光纖向光時域反射儀返回背向瑞利散射光信號；

4)光時域反射儀接收到背向瑞利散射光信號后，對該信號進行抽樣采集和分析處理，得到光纖傳輸線路各個不同位置處的背向瑞利散射光功率，并將檢測結果曲線顯示在光時域反射儀的示波器的面板上；

5)光時域反射儀根據步驟4)得到的背向瑞利散射光功率和檢測結果曲線獲得檢測用傳感光纖狀態信息，進而檢測并定位出高壓輸電導線上存在的斷股和損傷。

所述的檢測用傳感光纖與高壓輸電導線間的夾角小于45°。

所述的光時域反射儀包括依次連接的光源、方向耦合器、光檢測器、取樣分析器和示波器。

所述的探測激光為大功率窄脈沖探測激光。

所述的探測激光沿著檢測用傳感光纖傳輸時，探測激光在檢測用傳感光纖內發生瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。

所述的背向瑞利散射光信號是由部分瑞利散射信號沿著與探測激光傳播方向成180°的方向傳播形成。

所述的不同位置處的背向瑞利散射光功率P(x)的計算方程如下：