[發明專利]一種點式高壓輸電線路光纖檢測網絡

有效

• 申請號: 201310135361.2
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103259609A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 姜國義;周巖;劉海波;李文鵬;楊志華;孟輝;華亮亮;王軍;陳勇;王龍華;錢進;覃兆宇;柯磊;王磊;吳春久
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;內蒙古東部電力有限公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/25;G08C23/06;G01D21/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

技術領域

本發明涉及光纖傳輸技術領域，具體涉及一種點式高壓輸電線路光纖檢測網絡。

技術背景

高壓輸電線路運行狀態監控的主要對象包括導線測溫、導線微風振動、絕緣子狀態、桿塔傾斜角度等，通過對這些量的監測能預防一些對輸電線路產生重大災害的因素。現有的狀態監測系統通常只針對一種或幾種監測量，如桿塔測量傾斜裝置、導線微風振動裝置等，采用電信號傳感器，通過無線網絡將數據遠傳至接收服務器進行處理。但電信號傳感器的感應與傳輸不可避免地存在易受強電磁場干擾而影響測量精度及絕緣性能的問題。特別對于高壓端的傳感器，將系統全部掛在高壓端，萬一發生故障，基本上不可能進行維修操作。

實際應用中，對需要精確定位的監測如導線微風振動、導線測溫、桿塔傾斜等的測量通常使用光纖光柵傳感器。每一個光柵在測量的范圍內占用一定的頻帶，通常使用的光源帶寬只有40nm，這樣總共使用的光柵數量就受到限制，即在監測導線以及桿塔狀態時使用的傳感器數量受到限制。為了建立多基重點桿塔及線路的監測，所需傳感器數量超過光源范圍能允許的光柵數量，就要考慮采用光開關切換的方式，分多路來巡回檢測光柵值。由于上述限制，現有的光傳感系統通常都是以一個基桿塔為基礎，進行某一單項或幾項傳感量的監測，得到的信息通過無線方式發送到服務器上。上述一個基桿塔為基礎的檢測方式明顯會帶來檢測成本高，檢測效率低的問題。同時高壓電會對無線傳輸的信號參數干擾，降低了整體的檢測精度。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種點式高壓輸電線路光纖檢測網絡，該檢測網絡能提高高壓輸電線路導線微風振動、導線溫度、桿塔傾斜角度的檢測精度，提高上述參數檢測的效率。

為實現此目的，本發明所設計的點式高壓輸電線路光纖檢測網絡，其特征在于：它包括變電站控制單元、第一波分多路復用器、第二波分多路復用器、第三波分多路復用器和兩個基桿塔監測子系統，其中，所述變電站控制單元包括通信控制模塊、光信號解調模塊和第四波分多路復用器，所述每個基桿塔監測子系統包括第一光路選擇開關、第二光路選擇開關、第三光路選擇開關、光電轉換模塊、控制器、第一電光轉換模塊、第二電光轉換模塊和桿塔狀態傳感器組，其中，第一光路選擇開關通過光電轉換模塊連接控制器，控制器通過第一電光轉換模塊連接第二光路選擇開關，控制器通過第二電光轉換模塊連接第三光路選擇開關，第一光路選擇開關還直接與第二光路選擇開關連接，桿塔狀態傳感器組的信號輸出端連接第三光路選擇開關；所述通信控制模塊和光信號解調模塊通過第四波分多路復用器連接第一波分多路復用器，所述第一波分多路復用器分別連接第一個基桿塔監測子系統的第一光路選擇開關和第三光路選擇開關，所述第一個基桿塔監測子系統的第二光路選擇開關和第三光路選擇開關通過第二波分多路復用器連接第三波分多路復用器，所述第三波分多路復用器分別連接第二個基桿塔監測子系統的第一光路選擇開關和第三光路選擇開關。

所述通信控制模塊包括變電站控制器和第三電光轉換模塊，所述光信號解調模塊包括寬帶光源、光解調儀和環行器，其中，所述變電站控制器通過第三電光轉換模塊接入第四波分多路復用器，寬帶光源和光解調儀均通過環行器接入第四波分多路復用器。

所述桿塔狀態傳感器組包括光纖復合絕緣子機械性能測量傳感器、光纖傾斜角度傳感器、桿塔應變光纖測量傳感器、導線振動光纖測量傳感器、導線光纖溫度測量傳感器和電力金具光纖溫度測量傳感器。

所述第四波分多路復用器通過OPGW（Optical?Fiber?Composite?Overhead?Ground?Wire，光纖復合架空地線）光纜連接第一波分多路復用器；所述第二波分多路復用器通過OPGW光纜連接第三波分多路復用器。

所述光纖復合絕緣子機械性能測量傳感器設置在桿塔絕緣子內，所述光纖傾斜角度傳感器有兩個，一個光纖傾斜角度傳感器設置在桿塔塔頭，另一個光纖傾斜角度傳感器設置在桿塔中部。

本發明的有益效果為：

1）本發明中所有的監測設備多為無源，解決了傳統線路監測技術中難以解決的電源問題；光纖傳感器以光為媒介，是完全無源的傳感方式，不會受到電磁環境的影響；光纖本身絕緣，相比傳統電傳感器不會影響線路的絕緣水平。因此使用光纖傳感器可以大大提高監測系統的穩定性和線路運行的可靠性。