[發明專利]一種覆冰及污閃電流監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010983476.7
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112098776B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 龔遜東;梅沁;葉晨;黃芬;繆立恒;費彬;蔣頔
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01B11/06
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張浩;王萍

1.一種覆冰及污閃電流監測系統，包括：第一懸臂梁模塊(4)、第二懸臂梁模塊、光柵解調模塊(11)和數據處理模塊，其特征在于：

所述第一懸臂梁模塊(4)包括：第一懸臂梁、第一FBG(16)和第二FBG(17)；第一懸臂梁包括依次連接的桿塔連接部、絕緣體(15)和絕緣子連接部，其中桿塔連接部和絕緣子連接部由金屬材料制成，絕緣體(15)由絕緣材料制成，第一FBG(16)和第二FBG(17)安裝在桿塔連接部上；第一FBG(16)和第二FBG(17)相互垂直地粘貼在桿塔連接部上；

所述第二懸臂梁模塊包括磁體部(8)、電磁轉化單元、第二懸臂梁、第三FBG(9)和第四FBG(18)，磁體部(8)、第三FBG(9)和第四FBG(18)安裝在第二懸臂梁上，絕緣子串(1)上的電流引流至電磁轉化單元，并將該電流轉化為磁場，磁體部(8)受電磁轉化單元產生磁場的吸引，帶動第二懸臂梁產生形變；

所述光柵解調模塊，通過光纖(10)分別與第一FBG(16)和第二FBG(17)、第三FBG(9)和第四FBG(18)相連接，解調光路中光的波長；

所述數據處理模塊與所述光柵解調模塊相連接，用于依照波長數據，計算得到實時污閃電流數據和覆冰厚度；

FBG是指光纖布拉格光柵。

2.根據權利要求1中所述的覆冰及污閃電流監測系統，其特征在于：

所述電磁轉化單元包括：第一引流環(2)、第二引流環(3)、引流線(6)和亥姆赫茲線圈對(7)；

第一引流環(2)和第二引流環(3)分別設置在絕緣體(15)兩側的桿塔連接部和絕緣子連接部上，第一引流環(2)經引流線(6)與亥姆赫茲線圈對(7)的一端相連接，第二引流環(3)經引流線(6)與亥姆赫茲線圈對(7)的另一端相連接。

3.根據權利要求1所述的覆冰及污閃電流監測系統，其特征在于：

第二懸臂梁包括固定部和可偏轉部，可偏轉部的一端與固定部相連接，第三FBG(9)和第四FBG(18)安裝在可偏轉部上，位于磁體部(8)與固定部之間。

4.根據權利要求3所述的覆冰及污閃電流監測系統，其特征在于：

磁體部(8)包括永磁體或非永久磁體。

5.根據權利要求1所述的覆冰及污閃電流監測系統，其特征在于：

所述光柵解調模塊，包括光信號產生單元、解調單元和光纖(10)；第一FBG(16)和第二FBG(17)通過光纖(10)與光信號產生單元和解調單元相連接，構成第一光路；第三FBG(9)和第四FBG(18)同樣通過光纖(10)與光信號產生單元和解調單元相連接，構成第二光路。

6.一種基于權利要求1-5中任一項所述的覆冰及污閃電流監測系統的覆冰及污閃電流的監測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，通過引流環將絕緣子串(1)上的電流引流至電磁轉化單元，第一懸臂梁模塊(4)上的第一FBG(16)和第二FBG(17)在覆冰的作用下產生形變；

步驟2，電磁轉化單元將電流轉為磁場；

步驟3，磁場吸引第二懸臂梁產生形變；

步驟4，光柵解調模塊解調第一懸臂梁模塊(4)的第一FBG(16)和第二FBG(17)形變導致的光波長偏移，解調第二懸臂梁模塊的第三FBG(9)和第四FBG(18)形變導致的光波長偏移；

步驟5，數據處理模塊接收第一FBG(16)和第二FBG(17)形變導致的光波長偏移數據，計算獲得覆冰厚度，接收第三FBG(9)和第四FBG(18)形變導致的光波長偏移數據，計算獲得污閃電流。

7.根據權利要求6所述的覆冰及污閃電流的監測方法，其特征在于：

步驟1具體包括：使用第一懸臂梁模塊(4)上絕緣體(15)兩側的第一引流環(2)和第二引流環(3)通過引流線(6)將絕緣子串(1)上的污閃電流引流至電磁轉化單元的亥姆赫茲線圈對(7)。

8.根據權利要求7所述的覆冰及污閃電流的監測方法，其特征在于：

步驟2具體包括：亥姆赫茲線圈對(7)將電流轉化為磁場。