[發(fā)明專利]絕緣子形變測量方法、裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011088792.4
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112461146B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯磊;陳城;周偉才;劉丙財(cái);裴慧坤;魏前虎;林國安;楊興;胡燮;林華盛;王晨;劉如海;焦康;許海源;蔡祖建;黃錦龍;白巖石;舒銘杰;王澤林
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01L1/24
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 紀(jì)婷婧

本申請涉及一種絕緣子形變測量方法、裝置和系統(tǒng)。該方法包括：獲取對傳感光纖采集得到的散射光信號；該傳感光纖置于絕緣子芯棒內(nèi)；對散射光信號進(jìn)行分析處理，得到入射光頻率數(shù)據(jù)和散射光頻率數(shù)據(jù)；將該入射光頻率數(shù)據(jù)和該散射光頻率數(shù)據(jù)代入絕緣子形變計(jì)算公式，計(jì)算得到絕緣子形變；該絕緣子形變計(jì)算公式根據(jù)絕緣子芯棒的微元應(yīng)變推導(dǎo)得出，表征入射光頻率、散射光頻率和絕緣子形變的對應(yīng)關(guān)系。該絕緣子形變測量方法，無需任何有源器件暴露于惡劣環(huán)境中，只需在絕緣子芯棒內(nèi)部植入傳感光纖，便可以完成絕緣子形變的測量，不易受到外部干擾的影響，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種絕緣子形變測量方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國電力工程建設(shè)的快速發(fā)展，大量輸電線路必然要經(jīng)過氣候環(huán)境惡劣的地區(qū)，保證輸電線路在強(qiáng)風(fēng)、冰災(zāi)等自然環(huán)境下安全運(yùn)行是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要工作之一。絕緣子承擔(dān)著輸電導(dǎo)線的絕緣性能和機(jī)械支撐性能，在強(qiáng)風(fēng)中絕緣子會持續(xù)振動，導(dǎo)致絕緣子芯棒出現(xiàn)應(yīng)力集中。長期運(yùn)行后芯棒內(nèi)部會產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷裂，從而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，給電力系統(tǒng)帶來巨大損失。

傳統(tǒng)的絕緣子形變的測量方法，在電力電網(wǎng)桿塔的底部安裝視頻監(jiān)測裝置，先通過攝像頭拍攝絕緣子的圖片，再通過圖片判斷絕緣子形變程度。由于視頻監(jiān)測裝置需要持續(xù)供電，在惡劣環(huán)境下難以長期運(yùn)行，在實(shí)際使用過程中，常因斷電而導(dǎo)致無法持續(xù)進(jìn)行絕緣子形變的測量。因此，傳統(tǒng)的絕緣子形變的測量方法，存在可靠性低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種可靠性高的絕緣子形變測量方法、裝置和系統(tǒng)。

第一方面，提供了一種絕緣子形變測量方法，所述方法包括：

獲取對傳感光纖采集得到的散射光信號；所述傳感光纖置于絕緣子芯棒內(nèi)；

對所述散射光信號進(jìn)行分析處理，得到入射光頻率數(shù)據(jù)和散射光頻率數(shù)據(jù)；

將所述入射光頻率數(shù)據(jù)和所述散射光頻率數(shù)據(jù)代入絕緣子形變計(jì)算公式，計(jì)算得到絕緣子形變；所述絕緣子形變計(jì)算公式根據(jù)所述絕緣子芯棒的微元應(yīng)變推導(dǎo)得出，表征入射光頻率、散射光頻率和絕緣子形變的對應(yīng)關(guān)系。

在其中一個實(shí)施例中，所述將所述入射光頻率數(shù)據(jù)和所述散射光頻率數(shù)據(jù)代入絕緣子形變計(jì)算公式，計(jì)算得到絕緣子形變之前，還包括：

分析所述絕緣子芯棒的應(yīng)變與所述傳感光纖的入射光頻率、散射光頻率以及應(yīng)變比例系數(shù)的關(guān)系，得到所述絕緣子芯棒的應(yīng)變表達(dá)式；

將所述絕緣子芯棒離散成多個微元，得到所述微元的應(yīng)變表達(dá)式；

根據(jù)所述絕緣子芯棒的應(yīng)變表達(dá)式和所述微元的應(yīng)變表達(dá)式，分析微元應(yīng)變與絕緣子形變的關(guān)系，得到所述絕緣子形變的計(jì)算公式。

在其中一個實(shí)施例中，所述分析所述絕緣子芯棒的應(yīng)變與所述傳感光纖的入射光頻率、散射光頻率以及應(yīng)變比例系數(shù)的關(guān)系，得到所述絕緣子芯棒的應(yīng)變的表達(dá)式之前，還包括：

根據(jù)所述傳感光纖的散射光頻率以及纖芯有效折射率和彈光系數(shù)，計(jì)算所述傳感光纖的應(yīng)變比例系數(shù)。

在其中一個實(shí)施例中，所述分析所述絕緣子芯棒的應(yīng)變與所述傳感光纖的入射光頻率、散射光頻率以及應(yīng)變比例系數(shù)的關(guān)系，得到所述絕緣子芯棒的應(yīng)變的表達(dá)式，包括：

根據(jù)所述傳感光纖的入射光頻率和散射光頻率，計(jì)算得到所述傳感光纖的散射光頻移量；

根據(jù)所述傳感光纖的散射光頻移量、應(yīng)變比例系數(shù)以及激光光源的中心波長，得到所述絕緣子芯棒的應(yīng)變的表達(dá)式。

在其中一個實(shí)施例中，所述絕緣子芯棒為圓柱體，所述將所述絕緣子芯棒離散成多個微元，得到所述微元的應(yīng)變表達(dá)式為：