[發明專利]一種基于光纖復合架空相線的長距離分布式溫度監測系統

有效

• 申請號: 201410097790.X
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103822722B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 雷煜卿;陳希;戚力彥
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02;G01K11/32
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種輸電線路的溫度監測系統，具體涉及一種基于光纖復合架空相線的長距離分布式溫度監測系統。

背景技術

光纖復合架空相線（Optical Phase Conductor，OPPC）為一種充分利用電力系統自身的線路資源，將光纖單元復合在導線中的新型特種光纜。光纖復合架空相線克服了電力配網系統中頻率資源、路由協調、電磁兼容等方面與外界矛盾的問題，使之具有傳輸電能及通信的雙重功能。

光纖復合架空相線多安裝于山區，地理及氣象復雜，加之距離長、分布散，傳統的人力沿線巡檢的方法效率低、工作強度大，無法滿足相線運行在線監測的需求。現有技術中，主要采用光纖傳感器對光纖復合架空相線進行溫度、應力采集，從而實現光纖復合架空相線的自動化在線監測。基于光纖復合架空相線內部自帶的光纖，無需在線路上添加任何部件，對光纖復合架空相線的運行狀態和環境信息進行實時監測和控制，運行人員在監控室就可實時掌握線路的運行情況，對故障點掌握清晰準確，大大提高了檢修效率。

光纖復合架空相線作為一種用于輸電和通信的新型光纜，基于光纖復合架空相線的光纖傳感技術日益成為輸電測溫領域的重要技術研究方向。申請號為201120020503.7的實用新型專利公開了一種具有測溫功能的光纖復合相線，包括一根具有光柵測溫功能的測溫光纖，可以實現導線溫度的實時在線監測；另外在光纖復合架空相線內單模光纖或者額外增加一根多模光纖，通過拉曼型光纖溫度傳感器DTS實現光纖復合架空相線的分布式溫度測量。然而光纖光柵的測溫技術無法實現導線的分布式溫度測量，測點太少，信息量不足；同時基于DTS溫度測量技術的測量范圍一般小于20km，不能滿足輸電線路較長的實際需求。申請號為200920289025.2的實用新型專利公開了一種應用于光纖復合相線OPPC的應力應變測量裝置，由基于布里淵散射的分布式光纖系統BOTDR、監控計算機、傳導光纖及其接頭盒和光纖復合相線OPPC組成，可完成對OPPC應力應變異常點監測，但是該專利申請并沒有提出避免溫度影響因素的技術手段，其測量方法測量的數據存在一定的不準確性。申請號為200910175452的發明專利申請公開了一種分布式光纖測溫系統，包括單片機控制板、光纖溫度場信息采集模塊、光電探測器和電路信號后處理模塊，可完成對測溫光纜的溫度監測，但是并沒有與光纖復合架空相線（OPPC）結合起來實現溫度測量，只是提出了一種分布式溫度測量系統的實現方案。申請號為201488836.U的發明專利申請公開了一種用于應變和溫度監測的傳感光纜，提出了一種插設溫度與應變傳感光纖和溫度傳感金屬軟管的硅橡膠保護層的傳感光纜，但是未涉及OPPC線纜溫度與應變傳感結構。申請號為201210337121.6的發明專利申請公開了一種長距離布里淵光時域分析器，給出了基于布里淵的信號測量實現方法，但未涉及光纖復合相線與溫度測量的方法。申請號為201110007053.2的發明專利申請公開了一種基于分布式光纖測溫方法的電纜載流量監測方法及系統，測溫光纖直接接觸電纜表面，但是該測量方法不能用于OPPC溫度監測。申請號為US7412117(PCT/GB2004/004383)的發明專利申請公開的Apparatus and method for distributed temperature sensing，并沒有考慮OPPC線路復雜熱傳導特點，沒有考慮到架空光纜多點接續的特殊性能。

因此，提供一種能夠實現光纖復合架空相線長距離分布式的溫度監測的光纖復合架空相線及系統顯得尤為重要。

發明內容

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種基于光纖復合架空相線的長距離分布式溫度監測系統，所述系統包括通過ADSS光纜與光纖復合架空相線相連的主設備和從設備；

所述主設備包括依次連接的探測光源單元、脈沖調制器、光環行器和光纖復用器；所述探測光源單元與主控制器直接相連；所述光環行器通過光電轉換器與所述主控制器相連；所述光纖復用器與所述主控制器之間連接光纖收發器；

所述從設備包括依次連接的泵浦光源單元、擾偏器和光纖復用器；所述泵浦光源單元和所述擾偏器均與從控制器直接相連；所述光纖復用器與所述從控制器之間連接光纖收發器相連。

優選的，所述光纖復合架空相線包括一個光纖單元、數目至少為兩個或兩個以上的鋁包鋼線和鋁線；所述光纖單元與所述鋁包鋼線絞合后設置在光纖復合架空相線的中心；所述鋁線依次設置在所述鋁包鋼線的外圍；所述光纖單元包括一根設置有松套光纖的不銹鋼管；

優選的，所述光纖單元設置在所述光纖復合架空相線內部的第一層；