[發明專利]分布式光纖輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統

無效

• 申請號: 201310599372.6
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103616100A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 梁飛;閆廣華;李濱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司忻州供電公司;太原市皓德科技有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 山西科貝律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

技術領域

本發明涉及高壓輸電線路覆冰監測領域，特別是指一種高壓輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統。?

背景技術

由于導線多為大跨越的柔軟、不抵抗彎矩的柔線，導線本身材料和幾何非線性，使導線處于復雜的輸電塔線動力耦聯體系中，任意一根導線線端張力的改變都將引起所在的塔線體系結構受力的變化，導線覆冰是引起導線線端張力改變的重要原因，現行監測導線覆冰的技術，均采用分立式傳感器監測覆冰狀態，數據量有限，影響了數值計算的精確度。?

發明內容

本發明提供了一種分布式光纖輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統，采用光纖復合地線作為傳感器，監測傳感其沿線的應變分布，計算生成光纖復合地線覆冰狀態模型，可檢測輸電線路光纖復合地線全線的覆冰狀態，解決了現有技術存在的數據量有限，影響數值計算的精確度的問題。?

一種分布式光纖輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統，包括分布式光纖輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統由分布式光纖解調儀、光纖接入裝置、分布式光纖傳感器、計算機系統及信息處理單元組成。光纖解調儀安裝在高壓輸電線路輸變電站一側，光纖復合地線的傳感光纖通過光纖接入裝置接入光纖解調儀，采用光纖復合地線作為傳感器，該傳感器被安裝在輸電塔架的頂端，并隨輸電線路全線布設，傳感距離可達到50公里。?

所述的分布式光纖傳感器是利用光纖復合地線的一根單模光纖作為傳感器，監測傳感器的應變參數。?

所述的光纖接入裝置由光纖接線盒和高壓絕緣子構成，實現傳感光纖與分布式光纖解調儀鏈接，并實現光纖解調儀與光纖復合地線的絕緣隔離。?

所述的分布式光纖解調儀，向光纖傳感器發射脈沖激光信號，與光纖傳感器作用，產生后向散射光信號，當光纖復合地線覆冰后，光纖收到的應力增大，光纖的結構會發生變化，后向散射光的中心波長會發生偏移，經過解調儀運算得到個測量點的應變變化參數。?

所述的計算機系統，通過USB接口與分布式光纖解調儀鏈接，接收分布式光纖解調儀發送的分布式光纖傳感器各個測量點的應變參數。?

所述的信息管理系統，由數據庫、接收模塊、控制模塊、顯示模塊、專家系統、報警模塊等組成，完成存儲、管理、計算、顯示信息，可以實時監測輸電線路光纖復合地線的覆冰狀態。?

本發明使用一根單模光纖作為傳感器，解決了現有覆冰監測系統需要現場安裝大量傳感器和現場供電的問題；監測的數據一致性好；數據采集的延時小實時性高；受環境影響小，系統穩定性高；可以監測全線的覆冰狀態，系統可靠性強。?

附圖說明

圖1是本發明的系統結構示意圖。?

具體實施方式

如圖1所示，本發明分布式光纖輸電線路光纖復合地線覆冰監測系統包括分布式光纖解調儀、光纖接入裝置、分布式光纖傳感器、計算機系統及信息處理單元。分布式光纖傳感器通過光纖接入裝置連接到分布式光纖解調儀，分布式光纖解調儀通過USB接口實現與計算機系統的鏈接。分布式光纖解調儀向分布式光纖傳感器發射脈沖激光信號，脈沖激光信號在傳感光纖中傳輸時，光纖介質中的聲學聲子引起非彈性光散射，產生后向布里淵散射，當光纖復合地線覆冰時，光纖會產生應變，光纖中的彈光效應會使其折射率改變，造成布里淵散射的頻移會隨覆冰強度發生改變，分布式光纖解調儀，接收到后向散射信號后，解調出分布式光纖傳感器各個測量點的應變數據，分布式光纖解調儀將檢測到的應變數據傳輸給計算機系統，由信息管理系統完成數據的存儲、管理、計算、顯示、報警等，可以實時監測輸電線路光纖復合地線的覆冰狀態。?

分布式光纖傳感系統中的傳感元件僅為光纖，一次測量就可以獲取整個光纖區域內被測量的一維分布，系統的空間分辨力一般在米的量級，可測量光纖沿線的溫度、應力、振動的變化等參數。通過分布式光纖傳感器測量實時參數，可以得到更接近實際的監測數據，可以成百倍的增加數據采集量，提高數值模擬和技術的精度。?