一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)0PPC輸電線路的監(jiān)測(cè)，特別是一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜 分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 架空輸電線路是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)架空輸電 線路的檢查主要依靠運(yùn)行維護(hù)人員周期性巡視，存在實(shí)時(shí)性差、監(jiān)測(cè)范圍有限等很多局限 性。電力架空光纜是一種特殊的架空輸電線路，尤其是0PGW和0PPC是電力通信的主要載 體，應(yīng)用廣泛。因此利用0PPC加強(qiáng)架空輸電線路應(yīng)變應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)意義重大。
[0003] 近年來，國(guó)內(nèi)外提出了將光傳感系統(tǒng)用于電力架空光纜線路在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn) 光纜溫度、應(yīng)變等參數(shù)測(cè)量。中國(guó)專利CN201569523U"一種應(yīng)用于光纖復(fù)合相線0PPC的 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置"，由基于布里淵散射的分布式光纖系統(tǒng)B0TDR、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、傳導(dǎo)光纖及 其接頭盒和光纖復(fù)合相線0PPC組成，可完成對(duì)0PPC應(yīng)力應(yīng)變異常點(diǎn)監(jiān)測(cè)。中國(guó)專利CN 203163769U"一種基于分布式光纖傳感器的架空線路安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"，由架空線應(yīng)力傳感 裝置、架空線溫度傳感裝置及架空線環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置組成，其架空線應(yīng)力傳感裝置基于分布 式光纖布里淵時(shí)域光時(shí)域反射（B0TDR)傳感原理，架空線溫度傳感裝置基于分布式光纖拉 曼測(cè)溫（R0TDR)傳感原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整條架空輸電線路的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分布式監(jiān)測(cè)。中 國(guó)專利CN102840928A"一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法"及中 國(guó)專利CN203310540U"一種融合光纖復(fù)合相線的溫度與應(yīng)變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置"，提出利用多 模光纖對(duì)運(yùn)行的0PPC光纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)分區(qū)監(jiān)測(cè)。
[0004] 上述提到的幾個(gè)專利在0PPC應(yīng)力監(jiān)測(cè)方面均采用B0TDR技術(shù)，但用于測(cè)試的光纖 復(fù)合相線0PPC為常規(guī)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)(包括光單元）設(shè)計(jì)原則都是使纜內(nèi)的光纖與外部溫度、 應(yīng)變(尤其是應(yīng)變）盡可能地隔離，以保障光信號(hào)不受外部影響地可靠傳輸。因此，對(duì)于常 規(guī)電力架空光纜，光纖相對(duì)于光單元有冗余長(zhǎng)度(光纖余長(zhǎng))，即光纖在光單元內(nèi)是松弛的， 另外光單元位于絞合層，此時(shí)光單元相比于光纜還存在一定的絞合余長(zhǎng)，電力架空光纜在 一定范圍內(nèi)發(fā)生應(yīng)變時(shí)，纜內(nèi)的光纖并不發(fā)生應(yīng)變，測(cè)量距離不超過20km，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離 0PPC全程實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，因此其在0PPC應(yīng)力監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度和精度等方面有待改進(jìn)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè) 方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)0PPC輸電線路中導(dǎo)線溫度的測(cè)量。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布 式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，按照如下步驟實(shí)現(xiàn)： S1 :在兩個(gè)站點(diǎn)之間架設(shè)包括雙管異構(gòu)0PPC線路，在其中一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置第一光纖配 線架和監(jiān)測(cè)裝置，在另一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置第二光纖配線架，所述線路的兩端分別通過導(dǎo)引光 纜引入對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)；所述新型OPPC包括：第一光單元和第二光單元，且沿所述新型OPPC徑 向由內(nèi)向外依次設(shè)置有中心層和絞合層；在所述新型OPPC的中心層設(shè)置所述第一光單元； 在所述第一光單元內(nèi)置有至少一根沒有余長(zhǎng)緊套光纖；在所述新型OPPC的絞合層設(shè)置所 述第二光單元，在所述第二光單元內(nèi)置有至少一根有余長(zhǎng)的松套光纖；所述導(dǎo)引光纜采用 與所述新型OPPC中第一光單元和第二光單元同類型同數(shù)量光纖的ADSS或普通光纜； 52 :分別獲取所述線路和兩條導(dǎo)引光纜對(duì)應(yīng)端口內(nèi)的緊套光纖和松套光纖；將所述線 路一端和其中一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別熔接，并將熔接后的緊套光纖 和松套光纖盤繞固定在一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在一終端塔上；將所述線路另一端和 另一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別熔接，并將熔接后的緊套光纖和松套光纖 盤繞固定在另一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在另一終端塔上；分別將兩條導(dǎo)引光纜另一端 分別對(duì)應(yīng)成端于所述第一光纖配線架和所述第二光纖配線架；用跳纖將所述第一光纖配線 架與所述監(jiān)測(cè)裝置相連，用跳纖將成端于所述第二光纖配線架上的緊套光纖和松套光纖進(jìn) 行連接，以構(gòu)成一監(jiān)測(cè)回路； 53 :啟動(dòng)所述監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)所述線路中光纖應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)全程連續(xù)測(cè)試，并每隔T秒自 動(dòng)記錄和保存一組采集的應(yīng)變值。
[0008] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置有溫度及應(yīng)變分離計(jì)算模塊，并采用如 下方式計(jì)算所述線路的溫度：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，按照如 下步驟實(shí)現(xiàn)： 51 :在兩個(gè)站點(diǎn)之間架設(shè)包括雙管異構(gòu)OPPC的線路，在其中一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置第一光纖 配線架和監(jiān)測(cè)裝置，在另一個(gè)站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置第二光纖配線架，所述線路的兩端分別通過導(dǎo)引 光纜引入對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)；所述新型OPPC包括：第一光單元和第二光單元，且沿所述新型OPPC 徑向由內(nèi)向外依次設(shè)置有中心層和絞合層；在所述新型OPPC的中心層設(shè)置所述第一光單 元；在所述第一光單元內(nèi)置有至少一根沒有余長(zhǎng)緊套光纖；在所述新型OPPC的絞合層設(shè)置 所述第二光單元，在所述第二光單元內(nèi)置有至少一根有余長(zhǎng)的松套光纖；所述導(dǎo)引光纜采 用與所述新型OPPC中第一光單元和第二光單元同類型同數(shù)量光纖的ADSS或普通光纜； 52 :分別獲取所述線路和兩條導(dǎo)引光纜對(duì)應(yīng)端口內(nèi)的緊套光纖和松套光纖；將所述線 路一端和其中一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別熔接，并將熔接后的緊套光纖 和松套光纖盤繞固定在一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在一終端塔上；將所述線路另一端和 另一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別熔接，并將熔接后的緊套光纖和松套光纖 盤繞固定在另一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在另一終端塔上；分別將兩條導(dǎo)引光纜另一端 分別對(duì)應(yīng)成端于所述第一光纖配線架和所述第二光纖配線架；用跳纖將所述第一光纖配線 架與所述監(jiān)測(cè)裝置相連，用跳纖將成端于所述第二光纖配線架上的緊套光纖和松套光纖進(jìn) 行連接，以構(gòu)成一監(jiān)測(cè)回路； 53 :啟動(dòng)所述監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)所述線路中光纖應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)全程連續(xù)測(cè)試，并每隔T秒自 動(dòng)記錄和保存一組采集的應(yīng)變值。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜 分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置有溫 度及應(yīng)變分離計(jì)算模塊，并采用如下方式計(jì)算所述線路的溫度：
采用如下方式計(jì)算所述線路的應(yīng)變：
u:中z為光單元到監(jiān)測(cè)裝置的距離，第 一光單元布里淵頻譜分布信息、蟲髎jJ/)為第二光單元布里淵頻譜分布信息，為笫一 光單元溫度的變化量(麗1為第二光單元溫度的變化量為第一光單元應(yīng)變的變 化量、第二光單元應(yīng)變的變化量,Cf為第一光單元布里淵頻移溫度系數(shù)、Cf第二光 單元布里淵頻移溫度系數(shù)，為第一光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)、q為第二光單元布里 淵頻移應(yīng)變系數(shù)。
3. 權(quán)利要求2所述的一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法， 其特征在于：所述第一光單元布里淵頻移溫度系數(shù)Cf、所述第二光單元布里淵頻移溫度系 數(shù)、cf、所述第一光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)q及所述第二光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù) 通過測(cè)試所述新型oppc中第一光單元、第二光單元中緊套光纖和松套光纖獲取。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方 法，其特征在于：所述的監(jiān)測(cè)裝置具有兩個(gè)光端口，第一光端口具有發(fā)送連續(xù)激光信號(hào)功 能，第二光端口用于發(fā)送脈沖激光信號(hào)，同時(shí)具有接收反饋的布里淵頻譜信號(hào)功能；所述的 監(jiān)測(cè)裝置從第二光端口接收到反饋信號(hào)后解調(diào)出光纖溫度值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方 法，其特征在于：在所述新型OPPC中還設(shè)置有鋁包鋼線和/或鋁線；所述鋁包鋼線和/或鋁 線設(shè)置于所述新型OPPC的絞合層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方 法，其特征在于：所述接續(xù)盒是一種能抗高壓、絕緣性能良好的專用接續(xù)盒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于雙管異構(gòu)的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，在兩站點(diǎn)間架設(shè)新型OPPC線路，所述新型OPPC內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)光單元，其中第一光單元位于光纜中心，至少有一根沒有余長(zhǎng)的緊套光纖，第二光單元位于光纜絞合層，至少有一根余長(zhǎng)為0.5-0.8%的松套光纖，緊套光纖和松套光纖的一端分別與監(jiān)測(cè)裝置的兩個(gè)光端口相連，緊套光纖和松套光纖的另一端分別進(jìn)入光纖配線架后相連，啟動(dòng)該監(jiān)測(cè)裝置開始應(yīng)變應(yīng)力測(cè)量。本發(fā)明所提出的一種基于異構(gòu)雙纖的電力架空光纜分布式應(yīng)變應(yīng)力監(jiān)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力架空光纜應(yīng)變應(yīng)力全程連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為電網(wǎng)故障搶修及安全運(yùn)行提供保障。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號(hào)】CN104614017
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510032539
【發(fā)明人】吳文宣, 連紀(jì)文, 卓秀者, 李勃, 唐元春, 陳奇太, 莊深俊
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司, 福建永福電通技術(shù)開發(fā)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日