[發明專利]一種基于雙包層光纖的激光供能及共路信息回傳系統

在審

• 申請號: 201811181729.8
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109286440A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 陳翰;閔靖
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

一種基于雙包層光纖的激光供能及共路信息回傳系統，包括激光收發模塊，光纖傳輸模塊和傳感監測模塊，光纖傳輸模塊包括雙包層光纖；本發明使用雙包層光纖作為激光供能和信息回傳通路，分別在纖芯和包層中傳輸兩路光，因此可以在一根光纖中傳輸兩路光束。激光工作在1060～1600nm波段，能夠同時完成激光功能和信號傳輸，無需從新設置通信波段的光路，并且器件成熟，降低了成本，本發明融合了光纖及光器件領域的相關技術進展，解決了電力系統自動化和智能電網應用環境下設備監測傳感器的供能需求。

技術領域

本發明涉及光纖傳輸領域，具體的，涉及一種基于雙包層光纖的激光供能及共路信息回傳系統。

背景技術

隨著電力系統自動化和智能電網的發展，對中高壓電力設備進行實時監測日益重要，輸變電設備中智能電子設備和監測的傳感器的應用日益廣泛。為了準確監測電氣設備的多種物理量，大量的、多種類型的傳感器節點將密集分布于待測區域內。中高壓電氣設備監測傳感器主要由電子電路組成，采用低壓直流供電。然而，在諸如高壓架空線路、電力變壓器、中高壓開關柜等應用環境下，考慮到安裝位置與絕緣要求，其電源一般不能由導線從低壓側直接供給，電氣設備一次側電壓等級高，無法直接從一次側取電。常規通過人工補充傳感器節點能量的方法不再適用，其代價也是非常巨大的，導致電源供給成為制約在線監測系統發展急需突破的難題。

目前針對電力系統自動化和智能電網應用環境下設備監測傳感器的供能需求，涌現出多種供能技術，包括自然環境取能、電磁場取能、非接觸式激光供能等，由于設備監測傳感器數量類型眾多，處于復雜的地理位置環境中，加之電氣設備的安全絕緣特性，需要取能方案兼顧供電可靠性、供電質量、供電功率等多種要求。自然環境取能方法，例如太陽能和風能，其受季節影響較大，太陽能夏天強冬天弱，風能則相反是夏天弱冬天強；在一天24小時里，太陽能只能在白天利用，而風能則是夜間強于白天。由于自然環境的不可控性，不能夠為監測裝置提供穩定的電能供應。電磁場取能方法，例如電流互感器取能，其工作受到電網電流的影響。通常線路電流動態范圍很大，當一次電流較低(低至數安)時，不能獲取足夠的能量，致使取能設備留有“取能死角”；當一次電流增大至數千安以上時，取能互感器產生的高壓檢脈沖對副邊各器件造成的干擾和損壞，尤其對電源和后續電路的干擾較大。

激光供能方法，較好的平衡了以上取能方法的特點，能夠屏蔽自然環境，以及電網電流的影響，為監測裝置提供穩定的電能供應。但如何能夠在在傳能光纖的選型、共路信息的傳輸、以及降低高電位傳感監測功耗、以及降低激光供能系統整體成本方面進行改進成為現有技術亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于雙包層光纖的激光供能及共路信息回傳系統，解決了電力系統自動化和智能電網應用環境下設備監測傳感器的供能需求，且簡化了系統構架，降低了整體成本。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于雙包層光纖的激光供能及共路信息回傳系統，其特征在于：

包括激光收發模塊，光纖傳輸模塊和傳感監測模塊，所述光纖傳輸模塊包括雙包層光纖；

其中所述激光收發模塊包括，第一光路分束器、光電探測器、和傳感信息存儲器，所述發射激光器發射出的能量光經由第一光路分束器耦合至光纖傳輸模塊中的雙包層光纖中的包層或者纖芯中的一路往對端發射，雙包層光纖中包層或者纖芯中的另外一路所接收的信號調制光經由第一光路分束器傳輸至光電探測器，光電探測器得到電信號存儲傳感信息存儲器；

所述雙包層光纖中的包層或者纖芯中的一路往傳感監測模塊發射能量光，雙包層光纖中的包層或者纖芯中的一路接收傳感監測模塊傳輸至激光收發模塊的信號調制光；