一種利用光纖傳感技術對opgw進行在線監測的方法
2023-09-18 02:38:55
一種利用光纖傳感技術對opgw進行在線監測的方法
【專利摘要】一種利用光纖傳感技術對OPGW進行在線監測的方法，本發明利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重，光纖Bragg光柵拉力傳感器的傳感信號通過OPGW的光纖纖芯(1)進行傳輸，並與變電站內的光纖Bragg光柵解調儀相連，同樣位於變電站內的布裡淵光纖解調儀通過OPGW的光纖纖芯(2)對OPGW的進行監測。本方法可以克服布裡淵光纖解調儀的溫度和應變的交叉敏感問題，結合其他氣象信息可對OPGW的溫度、覆冰和融冰狀態等進行實時監測，並可運用布裡淵光纖解調技術對事故點進行定位。
【專利說明】一種利用光纖傳感技術對OPGW進行在線監測的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用光纖傳感技術對OPGW進行在線監測的方法，屬光電子測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]OPGff (Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,光纖複合架空地線)把光纖放置在架空高壓輸電線的地線中，用以構成輸電線路上的光纖通信網，這種結構形式兼具地線與通信雙重功能，對電網和通信都具有重要意義。然而，由於雷擊、短路、覆冰等因素造成的OPGW事故頻繁發生，造成了巨大的經濟損失和較大的社會影響。對其進行監測具有重要意義。目前對整個輸電線路進行監測運用較多的是電子類傳感器和圖像監控法，兩種方法都容易受到強烈的電磁幹擾，且由於電源供應問題均無法實現長期、實時在線監測，只能做到間歇式監測，同樣容易造成漏檢，並且不易做到對故障點的定位。
[0003]光纖傳感技術是一種對光纖內的光信號進行調製解調的新型傳感技術，該種方法具有耐高壓、抗電磁幹擾、信號傳輸速度快、可實現電磁幹擾等特點。適合用於高壓輸電線路的高電壓、強磁場環境，並克服了長期困擾電子類傳感器和圖像監控手段的電源問題。具有巨大發展應用前景。然而，點分式光纖光柵傳感器測量點少，也無法實現對事故點的有效定位。而且該種監測手段無法充分利用OPGW內嵌光纖的優勢。布裡淵散射傳感技術雖然可以充分利用OPGW內的光纖，並可實現對溫度和應變的雙參量測量，但是該種監測手段目前存在溫度和應變的交叉敏感問題，使其實際應用受到極大限制。
【發明內容】
[0004]本發明目的在於提供一種利用光纖傳感技術對OPGW的運行狀態進行在線監測的方法。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:一種利用光纖傳感技術對OPGW進行在線監測的方法，本發明利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重,光纖Bragg光柵拉力傳感器的傳感信號通過OPGW的光纖纖芯進行傳輸,並與變電站內的光纖Bragg光柵解調儀相連，同樣位於變電站內的布裡淵光纖解調儀通過OPGW的光纖纖芯對OPGW的進行監測。
[0006]自由鬆弛狀態下的OPGW內的光纖會有約0.06%的冗餘，當OPGW上無覆冰時，由於OPGff內的光纖的冗餘OPGW內的光纖處於鬆弛狀態，即OPGW內的光纖基本不會有應變發生，此時布裡淵光纖解調儀監測到的頻率漂移只受OPGW溫度的影響。當OPGW上有覆冰且覆冰達到一定程度時，布裡淵光纖解調儀檢測到的頻率漂移受到溫度和光纖應變的雙重影響。利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重,結合相關模型可以算出該狀態下OPGW內光纖的應變，利用該應變可以對布裡淵光纖解調儀的溫度和應變的交叉敏感信號進行補償，從而得到此時OPGW的溫度，利用這種方式即可實現覆冰狀態下的OPGW的溫度和應變的雙參量測量。
[0007]OPGff在雷擊、短路、覆冰和融冰等狀態下會伴隨有溫度和應變的變化，對OPGW的溫度和應變進行實時監測即可一定程度上反映OPGW的運行狀態，並且布裡淵光纖解調儀還具有定位功能，可以是實現對OPGW的事故點定位。
[0008]該種方法可以實現對OPGW的實時在線監測，並可對事故點進行定位，具有重要意義。
[0009]本發明的有益效果
1.實現了對OPGW溫度的分布式監測:布裡淵光纖監測方式具有分布式監測的性能，利用本發明提到的方法可實現對OPGW溫度的分布式監測。
[0010]2.對溫度和應變同時測量:光纖Bragg光柵拉力傳感器可以在覆冰狀態下反映OPGff的應變，利用該應變對布裡淵光纖監測方式進行應變補償可以實現對OPGW的溫度進行測量。
[0011]3.故障點精確定位:布裡淵光纖監測方式具有高精度故障定位功能，運用該方法可實現故障點高精度、及時定位。
[0012]4.無源、長時間監測:兩種監測技術的解調設備都在變電站內，可實現整個OPGW線路上的無源監測，保證了監測的長時間性。
【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1，利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重,光纖Bragg光柵拉力傳感器的傳感信號通過OPGW的光纖纖芯I進行傳輸，並與變電站內的光纖Bragg光柵解調儀相連，同樣位於變電站內的布裡淵光纖解調儀通過OPGW的光纖纖芯2對OPGW的進行監測。自由鬆弛狀態下的OPGW內的光纖會有約0.06%的冗餘，當OPGW上無覆冰時，由於OPGff內的光纖的冗餘OPGW內的光纖處於鬆弛狀態，即OPGW內的光纖基本不會有應變發生，此時布裡淵光纖解調儀監測到的頻率漂移只受OPGW溫度的影響。當OPGW上有覆冰且覆冰達到一定程度時，布裡淵光纖解調儀檢測到的頻率漂移受到溫度和光纖應變的雙重影響。利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重,結合相關模型可以算出該狀態下OPGW內光纖的應變，利用該應變可以對布裡淵光纖解調儀的溫度和應變的交叉敏感信號進行補償，從而得到此時OPGW的溫度，利用這種方式即可實現覆冰狀態下的OPGW的溫度和應變的雙參量測量。即可一定程度上反映OPGW的運行狀態，並且可以利用布裡淵光纖監測技術對OPGff上的故障點進行及時定位。
【權利要求】
1.一種利用光纖傳感技術對OPGW進行在線監測的方法，其特徵是:利用光纖Bragg光柵拉力傳感器對OPGW進行稱重,光纖Bragg光柵拉力傳感器的傳感信號通過OPGW的光纖纖芯(I)進行傳輸，並與變電站內的光纖Bragg光柵解調儀相連，同樣位於變電站內的布裡淵光纖解調儀通過OPGW的光纖纖芯(2)對OPGW的進行監測。
【文檔編號】G01B11/16GK103630263SQ201310357966
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】楊洪磊, 梁仕斌, 曹敏, 李川, 苗雪鵬, 薛俊華 申請人:雲南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 雲南電網公司技術分公司