一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及架空輸電線路監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分 布式監(jiān)測裝置。
【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)，是電力系統(tǒng)的 動(dòng)脈。傳統(tǒng)的架空輸電線路檢查主要依靠運(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，主要有介質(zhì)自承重光纜 ADSS、光纖復(fù)合架空地線OPGW和光纖復(fù)合架空相線OPPC，尤其是OPGW和OPPC是電力通信、 調(diào)度的主要載體，應(yīng)用廣泛。加強(qiáng)電力架空光纜在線監(jiān)測意義重大。
[0003] 近年來，國內(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)測領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn) 光纜溫度、應(yīng)變等參數(shù)測量。中國專利CN 201569523 U "一種應(yīng)用于光纖復(fù)合相線OPPC 的應(yīng)力應(yīng)變測量裝置"，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OPPC組成，可完成對OPPC應(yīng)力應(yīng)變異常點(diǎn)監(jiān)測。中國專利CN 203163769 U "一種基于分布式光纖傳感器的架空線路安全監(jiān)測系統(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（BOTDR)傳感原理，架空線溫度傳感裝置基于分布式光纖拉 曼測溫（ROTDR)傳感原理，實(shí)現(xiàn)對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。中 國專利CN 102840928 A "一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法"及中 國專利CN 203310540 U"一種融合光纖復(fù)合相線的溫度與應(yīng)變在線監(jiān)測裝置"，提出利用多 模光纖對運(yùn)行的OPPC光纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)分區(qū)監(jiān)測，測量距離不超過20km，不能實(shí)現(xiàn)長距離 OPPC全程實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測。美國專利授權(quán)號US7412117(PCT/GB2004/004383) Apparatus and method for distributed temperaturesensing，并沒有考慮OPPC線路復(fù)雜熱傳導(dǎo)特點(diǎn)，沒 有考慮到架空光纜多點(diǎn)接續(xù)的特殊性能。
[0004] 上述提到的幾個(gè)專利在OPPC應(yīng)力監(jiān)測方面均采用BOTDR技術(shù)，但用于測試的光纖 復(fù)合相線OPPC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，以保障光信號不受外部影響地可靠傳輸。因此，對 于常規(guī)電力架空光纜，光纖相對于光單元有冗余長度（光纖余長），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，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，因此其在OPPC應(yīng)力監(jiān)測準(zhǔn)確度方 面有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題提供一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置， 能夠有效利用架空光纜內(nèi)部冗余光纖，實(shí)現(xiàn)分布式溫度及應(yīng)變測量。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分 布式監(jiān)測裝置，其特征在于，包括測試主機(jī)、架空光纜和光纖接續(xù)盒；所述架空光纜內(nèi)設(shè)置 有第一光單元和第二光單元，所述第一光單元位于架空光纜的中心層，所述第二光單元位 于架空光纜的絞合層；所述第一光單元的一個(gè)端口與所述測試主機(jī)的第一光端口連接，所 述第一光單元的另一個(gè)端口引入所述光纖接續(xù)盒內(nèi)部；所述第二光單元的一個(gè)端口與所述 測試主機(jī)的第二光端口連接，所述第二光單元的另一個(gè)端口引入所述的光纖接續(xù)盒內(nèi)部； 所述第一光單元的另一個(gè)端口與所述的第二光單元的另一個(gè)端口在所述的光纖接續(xù)盒內(nèi) 部相連。
[0007] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第一光單元內(nèi)置至少一根沒有余長的緊套光纖，所述 第二光單元內(nèi)置有至少一根余長為〇. 5% -0. 8%的松套光纖。
[0008] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測試主機(jī)具有兩個(gè)光端口，第一光端口具有發(fā)送連續(xù) 激光信號功能，第二端口用于發(fā)送脈沖激光信號，且具有接收反饋的布里淵頻譜信號功能， 所述測試主機(jī)從第二光端口接收到反饋信號后解調(diào)出光纖溫度值和應(yīng)變值。
[0009] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測試主機(jī)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)算所述線路的的溫度：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置，其特征在于，包括測試主機(jī)、架空光 纜和光纖接續(xù)盒；所述架空光纜內(nèi)設(shè)置有第一光單元和第二光單元，所述第一光單元位于 架空光纜的中心層，所述第二光單元位于架空光纜的絞合層；所述第一光單元的一個(gè)端口 與所述測試主機(jī)的第一光端口連接，所述第一光單元的另一個(gè)端口引入所述光纖接續(xù)盒內(nèi) 部；所述第二光單元的一個(gè)端口與所述測試主機(jī)的第二光端口連接，所述第二光單元的另 一個(gè)端口引入所述的光纖接續(xù)盒內(nèi)部；所述第一光單元的另一個(gè)端口與所述的第二光單元 的另一個(gè)端口在所述的光纖接續(xù)盒內(nèi)部相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置，其特征在 于：所述第一光單元內(nèi)置至少一根沒有余長的緊套光纖，所述第二光單元內(nèi)置有至少一根 余長為0. 5% -0. 8 %的松套光纖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置，其特征在 于：所述測試主機(jī)具有兩個(gè)光端口，第一光端口具有發(fā)送連續(xù)激光信號功能，第二端口用于 發(fā)送脈沖激光信號，且具有接收反饋的布里淵頻譜信號功能，所述測試主機(jī)從第二光端口 接收到反饋信號后解調(diào)出光纖溫度值和應(yīng)變值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測方法與監(jiān) 測裝置，其特征在于：所述測試主機(jī)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) 算所述線路的的溫度：
采用如下方式計(jì)算所述線路的 應(yīng)變
其中，L為光單元到所述測試主機(jī)的距離， Δ υΒ1 (L)為第一光單元布里淵頻譜分布信息、Λ υΒ2 (L)為第二光單元布里淵頻譜分布信 息，AT1(L)為第一光單元溫度的變化量、AT2(L)為第二光單元溫度的變化量，Λ ε JL)為 第一光單元應(yīng)變的變化量、Δ S2(L)為第二光單元應(yīng)變的變化量，Cf為第一光單元布里淵 頻移溫度系數(shù)、為第二光單元布里淵頻移溫度系數(shù)，Q為第一光單元布里淵頻移應(yīng)變 系數(shù)、c2s為第二光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測方法與監(jiān)測裝置， 其特征在于：所述第一光單元布里淵頻移溫度系數(shù)、所述第二光單元布里淵頻移溫度系 數(shù)C『、所述第一光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)Cf及所述第二光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù) Q通過測試所述OPPC中第一光單元、第二光單元中緊套光纖和松套光纖獲得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測方法與監(jiān)測裝置， 其特征在于：所述光纖接續(xù)盒具有光纖熔接保護(hù)、盤繞多余光纖功能。
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種用于電力架空光纜溫度及應(yīng)變分布式監(jiān)測裝置，包括測試主機(jī)、架空光纜、光纖接續(xù)盒，架空光纜內(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的緊套光纖，第二光單元位于光纜絞合層，至少有一根余長為0.5-0.8%的松套光纖，緊套光纖和松套光纖的一端分別與測試主機(jī)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)入光纖接續(xù)盒后相連。緊套光纖和松套光纖分別用于分布式應(yīng)變和溫度測量，從而實(shí)現(xiàn)電力架空線路分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測，保障電力輸送安全。
【IPC分類】G01K11-32, G01B11-16, G01D21-02, G01L1-24
【公開號】CN104634388
【申請?zhí)枴緾N201510031099
【發(fā)明人】吳文宣, 連紀(jì)文, 卓秀者, 蔡光飚, 陳金武, 李 杰, 張芬芬
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(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20日
【申請日】2015年1月22日