[實用新型]一種OPGW光纜高精度溫度分布測量系統

有效

• 申請號: 201420830429.9
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204422097U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 曾偉忠;何建宗;鄒鐘璐;尚晉;盧潤華;袁志堅;黃志才;鄧建中;馮奕軍;黃賀平
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司東莞供電局
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本實用新型涉及一種OPGW光纜高精度溫度分布測量系統。

背景技術

光纖復合架空地線(optical?fiber?composite?overhead?ground?wire,OPGW)是將光纖內置在架空高壓輸電線的地線中，用以構成輸電線路上的光纖通信網，是一種集光纖通信線與架空地線于一體的電力特種光纜。OPGW架設在輸電線路桿塔頂部，兼具防雷和通信雙重功能。光纖抗電磁干擾能力強、自身重量輕，傳輸容量大，在各電壓等級的輸電線路上得到了廣泛應用。但由于輸電線路特殊的工況環境、復雜的自然條件和桿塔自身高度等因素，OPGW易遭受雷擊，一旦OPGW遭受雷擊，會導致OPGW的溫度劇升，嚴重時還可能造成OPGW的鋁合金或鋁包鋼外層絞線斷股，不僅會影響輸電線路的安全運行，而且還會威脅到電力系統通信和繼電保護的可靠性。因此實時監測OPGW沿線的溫度變化情況，精確定位雷電擊中位置，為輸電線路安全預警或故障搶修提供支撐，具有重要的工程應用價值。

基于自發布里淵散射的分布式光纖傳感技術由于可以同時監測被測對象的溫度分布和應力變化，且具有測量距離長、單端測量等特點，在橋梁、大壩以及輸電線路的OPGW監測中應用越來越廣泛。布里淵光時域反射儀(Brillouin?optical?time-domain?reflectometer,BOTDR)基于自發布里淵散射效應，利用反向傳輸散射光的布里淵頻移間接測量光纖沿線溫度分布，并通過測量激光在光纖中傳播的時間信息獲得溫度對應的位置信息。但是在實際應用中，由于BOTDR中用作傳感信號的自發布里淵散射信號強度非常微弱，散射信號較低的信噪比會導致溫度測量精度低。為了提高布里淵光時域反射技術測量溫度的精度，現有技術中普遍采用格雷碼互補、Simplex等編碼來提高測量設備的信噪比，但當編碼長度超過一定范圍后，接收到的散射信號信噪比無法繼續提高；此外，也有采用對測量信號進行時間累加平均的方式來提高散射信號的信噪比，但此類測量方式會造成溫度測量時間長，不利于實時測量應用。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種OPGW光纜高精度溫度分布測量系統，其布里淵散射信號的檢測功率和接收信噪比較高，從而提高OPGW的測溫精度。

解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種OPGW光纜高精度溫度分布測量系統，其特征在于：包括依次連接的窄帶激光器1、第一光耦合器2、第一偏振控制器4、第一電光強度調制器5、摻鉺光纖放大器9、第二光耦合器10、第三光耦合器11、寬帶雙平衡光電探測器12、低通濾波器13、信號采集單元14和信號處理單元15；所述的第二光耦合器10外接第一待測光纖16和第二待測光纖17，所述的第一光耦合器2還另經第二偏振控制器3、第二電光強度調制器6后連接至第三光耦合器11，所述的第二電光強度調制器6輸入微波信號源8微波信號、第一電光強度調制器5輸入脈沖發生器7脈沖。

所述的第一待測光纖16和第二待測光纖17指OPGW中未用作通信通道的任意兩根相鄰光纖。

所述窄帶激光器1為輸出中心波長為1550nm，線寬為1-100kHz，輸出功率為20dBm的窄線寬激光發生器；

所述第一光耦合器2為10：90的光耦合器；

所述第一電光強度調制器5和第二電光強度調制器6為具有高隔離度，且消光比大于40dB的電光強度調制器；

所述微波信號源8為掃頻信號源；

所述第二偏振控制器3和第一偏振控制器4分別對來自第一光耦合器2輸出的探測光和參考光進行偏振態控制；

所述雙平衡光電探測器12是帶寬為800MHz的寬帶、高靈敏度探測器；

所述信號采集單元為高速A/D轉換器，其采樣率大于2GHz，對返回的探測信號進行直接采樣；

所述信號處理單元15連接所述OPGW光纜高精度測溫分布測量系統的信號采集單元的輸出端。

有益效果：本實用新型利用OPGW中內置的、未用作通信通道的任意兩根相鄰光纖(假設相同位置的溫度變化一樣)作為測溫傳感單元，代替傳統測量設備中的單根光纖傳感測量方式，通過對兩根光纖的傳感信號進行功率合成來提高?布里淵散射信號的檢測功率和接收信噪比，從而提高OPGW的測溫精度。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1為本實用新型的OPGW光纜高精度溫度分布測量系統的組成和連接關系示意圖。

圖2為OPGW結構示意圖。