CN102944263A - 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 - Google Patents
基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102944263A CN102944263A CN2012104532889A CN201210453288A CN102944263A CN 102944263 A CN102944263 A CN 102944263A CN 2012104532889 A CN2012104532889 A CN 2012104532889A CN 201210453288 A CN201210453288 A CN 201210453288A CN 102944263 A CN102944263 A CN 102944263A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber grating
- sensor
- cable
- fiber
- tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
本发明提供基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,包括通信光缆、光纤光栅门禁传感器、光纤光栅井盖传感器、光纤光栅液位传感器和光纤光栅温度传感器,各传感器分别与通信光缆连接,通信光缆通过光纤光栅解调器与上位机连接,上位机通过网络与中控系统连接。本系统以光纤光栅传感技术为支撑,结合光纤网络技术,将电缆隧道内多状态参量监测集成于统一的管理平台,形成全新的电缆隧道状态实时监测和运维管理模式,为电缆隧道事故预防、电缆网的安全可靠供电提供保障,实现电网生产运行管理和指挥决策的智能化。
Description
技术领域
本发明涉及一种多状态综合监控系统,具体地说是基于光纤光栅传感技术,针对电缆隧道电缆本体,环境监测及隧道安防的多状态在线监测系统。
背景技术
电缆隧道的使用,是满足中心城区高负荷密度和电缆化的供电要求,有效保障电力通道的输送容量和提高通道资源利用率的重要措施。伴随着城市电力电缆隧道的飞速发展,对电力电缆隧道的维护、监控和管理要求也逐步提升。集智能化、无人化于一身的现代监控系统已经逐步取代了原有的传统管理模式,先进的技术和设备将为电力电缆隧道的运行维护提供更多领域的技术支持和保障。
专利号为200420000941.7的《一种电缆隧道的防火系统》和专利号为200810137337.1的《电缆隧道自动排水系统》都仅针对电缆隧道单一环境因素进行监测。专利号为201010182962.5的《一种电缆隧道综合控制系统》对电缆隧道内的温度、液位、照明控制等多种状态进行监测,但该技术所选用的电学原理传感器,在恶劣的电缆隧道环境下的使用寿命、传感器的现场取电、系统组网等方面都受到极大的限制。
光纤光栅传感技术是近年发展起来的先进传感技术,与传统电学类传感技术相比,其在可靠性、安全性、测量参量范围、组网能力等方面均拥有明显优势,是非常适合于电力领域的先进传感技术。光纤光栅传感技术可以对多种不同物理量进行监测,包括:温度、应变、压力、位移、压强、加速度等。将光纤光栅传感技术与电缆隧道的实际监控需求相结合,对隧道内电缆本体温度,隧道环境温度,隧道井盖状态,隧道积水水位等多种环境参量,以及隧道的入侵防范等进行在线监测,并在此基础上建立集成化管理平台,真正推动电力电缆隧道监控运行管理水平的提升。
发明内容
本发明的目的是克服现有传感技术的不足,提供一种基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,实现电网生产运行管理和指挥决策的智能化。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:它包括铺设在电缆隧道中的通信光缆、用于检测电缆隧道门禁状态的光纤光栅门禁传感器、用于检测井盖开合状态的光纤光栅井盖传感器、用于检测电缆隧道内积水液位的光纤光栅液位传感器和用于测量电缆接头温度及隧道环境温度的光纤光栅温度传感器,光纤光栅门禁传感器、光纤光栅井盖传感器、光纤光栅液位传感器和光纤光栅温度传感器分别与通信光缆连接,通信光缆通过光纤光栅解调器与上位机连接,上位机通过网络与中控系统连接。
按上述方案,各传感器与通信光缆之间采用熔接的方式连接,信号的传感和传输采用全光纤网络。
按上述方案,通信光缆与各传感器熔接处采用热缩管固定,热缩管设置在光纤接续盒中。
按上述方案,所述的每2-4个竖直排放的光纤光栅液位传感器为一组,还包括能够随积水上浮的浮漂和设置在浮漂上的磁铁,当积水上浮至与光纤光栅液位传感器等高时浮漂上的磁铁与光纤光栅液位传感器接触。
按上述方案,所述的光纤光栅温度传感器的个数为2-40个,并通过通信光缆连接为串联形式,沿通信电缆本体分布。
按上述方案,所述的光纤光栅井盖传感器和光纤光栅门禁传感器均为光纤光栅应变传感器,分别安装在井盖下方和门上方。
本发明的有益效果为:
1、本系统以光纤光栅传感技术为支撑,结合光纤网络技术,将电缆隧道内多状态参量监测集成于统一的管理平台,形成全新的电缆隧道状态实时监测和运维管理模式,为电缆隧道事故预防、电缆网的安全可靠供电提供保障,实现电网生产运行管理和指挥决策的智能化。
2、将光纤光栅传感器与普通的机械结构相结合,当浮漂顶端的磁铁与光纤光栅传感器接触时改变光纤光栅传感器内部受力状态,导致光纤光栅的波长发生变化,变化后波长信息经传输光缆到解调仪,解调仪和上位机,上位机处理后显示出当前液位信息。
3、利用本系统可提高电力系统的运行安全监管水平,提高电力系统的工作效率,推进了电力行业的智能化、自动化管理,为输电系统提供了更为安全有效的管理模式。
附图说明
图1为本发明的网络结构示意图。
图中:1、通信光缆,2、光纤光栅解调器,3、上位机,4、中控系统,5、光纤光栅门禁传感器,6、光纤光栅井盖传感器,7、光纤光栅液位传感器,8、光纤光栅温度传感器。
具体实施方式
图1为本发明的网络结构示意图,包括铺设在电缆隧道中的通信光缆1、用于检测电缆隧道门禁状态的光纤光栅门禁传感器5、用于检测井盖开合状态的光纤光栅井盖传感器6、用于检测电缆隧道内积水液位的光纤光栅液位传感器7和用于测量电缆接头温度及隧道环境温度的光纤光栅温度传感器8,光纤光栅门禁传感器5、光纤光栅井盖传感器6、光纤光栅液位传感器7和光纤光栅温度传感器8分别与通信光缆1连接,通信光缆1通过光纤光栅解调器2与上位机3连接,上位机3通过网络与中控系统4连接。
光纤光栅门禁传感器5,光纤光栅井盖传感器6,光纤光栅液位传感器7和光纤光栅温度传感器8均从两端引出尾纤,各种传感器之间可以任意串联,传感器与通信光缆1之间采用熔接的方式连接,光纤熔接处采用热缩管固定保护,然后置于光纤接续盒中。同样,其他的解调仪通道,也采用同样的方法连接成一串。各串通信光缆的传输信息在某一处汇聚于一条多芯光缆,然后传输至在主控站的光纤光栅解调器2,光纤光栅解调器把信息解调后通过网口传输至上位机3,上位机处理后发送至中控系统4。
所述电缆隧道内输电电缆本体、电缆接头温度及隧道环境温度监测部分,采用光纤光栅传感技术实现温度测量。光纤光栅温度传感器是利用光纤光栅反射波长对温度敏感特性进行温度监测,通过传输光缆把波长温度信息传输至光纤光栅解调器,解调器处理后传输至上位机系统,上位机系统处理后会输出对应的电缆温度、温度预警或温度报警信号。
所述电缆隧道井盖开合状态监测部分,利用光纤光栅的应变特性对电缆隧道井盖开合状态进行监测。光纤光栅井盖传感器通过传输光缆把井盖状态信息传输至光纤光栅解调器,解调器处理后传输至上位机系统,上位机系统处理后会输出对应的开、合状态。
所述电缆隧道风楼门禁状态监测部分,利用光纤光栅的应变特性对风楼门禁状态进行监测。光纤光栅门禁传感器通过传输光缆把门禁状态信息传输至光纤光栅解调器,解调器处理后传输至上位机系统,上位机系统处理后会输出对应状态。
所述电缆隧道内积水液位监测部分,利用光纤光栅的应变特性对电缆隧道内积水液位实现测量。光纤光栅液位传感器利用光纤光栅的应变敏感特性探测液位,通过传输光缆把液位信息传输至光纤光栅解调器,解调器处理后传输至上位机系统,上位机系统处理后会输出对应的液位高度。本实施例中,在需要监测液位高度的地方由上至下等距离安装3个液位传感器,3个液位传感器将隧道的高度均分为四段。当积水液位上升到所安装传感器的高度时,传感器下端的浮漂受到浮力作用开始上升,当浮漂上到约10毫米的高度后与光纤光栅传感器本体接触。浮漂顶端的磁铁改变传感器内部受力状态,导致光纤光栅的波长发生变化,变化后波长信息经传输光缆到解调仪,解调仪和上位机,上位机处理后显示出当前液位信息。该系统对液位实现分级监测,可根据现场实际情况设定报警阈值。
井盖状态监测、门禁状态监测与液位监测同属开关量状态监测,工作原理相似。光纤光栅温度传感器则将电缆隧道内温度实时传给中控系统,当温度超过警戒值时即报警。
隧道环境立体模型及监测信息显示系统部分,包括隧道环境立体模型,隧道电缆温度、环境温度,井盖状态,积水液位高度,门禁状态等信息的集成和显示。该软件系统以三维立体模型展示隧道环境内实时监测的各种物理量,对超过安全设定值的物理量进行报警;同时数据库记录保存各种物理量的历史数据,可以通过曲线图、直方图、表格等方式查看某一物理量的历史变化趋势。
若系统发生报警,提示操作人员对报警信息进行处理。操作人员首先根据视频联动界面判断液位是否达到报警设定值。若没有达到报警值,则及时排除误报因素校正液位信息,使其与实际液位高度相符;若达到报警值,需要操作人员打开抽水泵联动系统进行抽水,使液位高度下降到安全高度以下,同时系统将记录所有报警记录和处理结果。
本发明充分发挥光纤光栅传感技术具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好,寿命长,易于组网,实现远距离分布式测量等优点。利用光纤光栅可以实现电缆隧道内电缆本体温度,环境温度,水位,隧道井盖状态,隧道安防等多种不同参量进行实时在线监测,对影响电缆安全运行的各项指标进行实时分析评估;同时由于多种参量的测量可以共用光缆和主机设备,降低了隧道监控设备的复杂程度和维保难度。
Claims (6)
1.一种基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:它包括铺设在电缆隧道中的通信光缆、用于检测电缆隧道门禁状态的光纤光栅门禁传感器、用于检测井盖开合状态的光纤光栅井盖传感器、用于检测电缆隧道内积水液位的光纤光栅液位传感器和用于测量电缆接头温度及隧道环境温度的光纤光栅温度传感器,光纤光栅门禁传感器、光纤光栅井盖传感器、光纤光栅液位传感器和光纤光栅温度传感器分别与通信光缆连接,通信光缆通过光纤光栅解调器与上位机连接,上位机通过网络与中控系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:各传感器与通信光缆之间采用熔接的方式连接,信号的传感和传输采用全光纤网络。
3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:通信光缆与各传感器熔接处采用热缩管固定,热缩管设置在光纤接续盒中。
4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:所述的每2-4个竖直排放的光纤光栅液位传感器为一组,还包括能够随积水上浮的浮漂和设置在浮漂上的磁铁,当积水上浮至与光纤光栅液位传感器等高时浮漂上的磁铁与光纤光栅液位传感器接触。
5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:所述的光纤光栅温度传感器的个数为2-40个,并通过通信光缆连接为串联形式,沿通信电缆本体分布。
6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统,其特征在于:所述的光纤光栅井盖传感器和光纤光栅门禁状态传感器均为光纤光栅应变传感器,分别安装在井盖下方和门上方。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012104532889A CN102944263A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012104532889A CN102944263A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102944263A true CN102944263A (zh) | 2013-02-27 |
Family
ID=47727227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012104532889A Pending CN102944263A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102944263A (zh) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103364104A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-23 | 中国矿业大学 | 一种煤矿采煤工作面采空区光纤光栅感温监测系统及方法 |
CN103616041A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种光纤光栅门禁传感器 |
CN103852111A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-06-11 | 天津大学 | 基于光纤传感网的智能隧道监测和报警系统 |
CN104359588A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 电力电缆测温装置 |
CN104964707A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-10-07 | 四川安普光控科技有限公司 | 一种应用于电力隧道的全光纤传感综合监控系统 |
CN104965476A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-10-07 | 四川安普光控科技有限公司 | 一种光电复合式隧道综合监控系统 |
CN105158256A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 山东大学 | 一种复合材料在线健康监测系统和监测方法 |
CN105486311A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-04-13 | 青岛海通机器人系统有限公司 | 室内机器人定位导航方法及装置 |
CN106289572A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-01-04 | 南京派光信息技术有限公司 | 基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法与系统 |
CN107328443A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-07 | 北京市政路桥管理养护集团有限公司 | 基于智能井盖的监测管理系统 |
CN109900324A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-18 | 北京交通大学 | 光纤接头盒内温度湿度传感器的安装办法 |
CN112290998A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-29 | 国网天津市电力公司 | 一种光缆纤芯在线管理方法 |
CN112510569A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 国网北京市电力公司 | 电缆隧道的监控装置及监控系统 |
CN113091827A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种城市轨道交通地下综合体智能化水灾自动监测系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201293659Y (zh) * | 2008-11-27 | 2009-08-19 | 山东康威通信技术有限公司 | 电力电缆多状态监控系统 |
JP2011220986A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Advanced Technology:Kk | 崖崩れ監視用光ファイバ防災センサと装置 |
CN102354433A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-02-15 | 武汉理工光科股份有限公司 | 基于光纤光栅传感技术的铁路边坡危岩落石监测报警系统 |
CN102606211A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 武汉理工大学 | 光纤光栅分布式缆井安全监测系统 |
TW201235547A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-01 | Kun-Sheng Lin | Safety detection and protection system of underground cable tunnel |
CN202903240U (zh) * | 2012-11-13 | 2013-04-24 | 武汉理工光科股份有限公司 | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 |
-
2012
- 2012-11-13 CN CN2012104532889A patent/CN102944263A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201293659Y (zh) * | 2008-11-27 | 2009-08-19 | 山东康威通信技术有限公司 | 电力电缆多状态监控系统 |
JP2011220986A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Advanced Technology:Kk | 崖崩れ監視用光ファイバ防災センサと装置 |
TW201235547A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-01 | Kun-Sheng Lin | Safety detection and protection system of underground cable tunnel |
CN102354433A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-02-15 | 武汉理工光科股份有限公司 | 基于光纤光栅传感技术的铁路边坡危岩落石监测报警系统 |
CN102606211A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 武汉理工大学 | 光纤光栅分布式缆井安全监测系统 |
CN202903240U (zh) * | 2012-11-13 | 2013-04-24 | 武汉理工光科股份有限公司 | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
曲广军: "《光纤光栅感温火灾探测系统在电缆隧道的应用》", 《消防技术与产品信息》 * |
王闵: "电力电缆光纤光栅测温系统的研究与应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
赵洋洋: "基于光栅光纤传感的电力电缆在线监测系统研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103364104B (zh) * | 2013-07-08 | 2015-04-01 | 中国矿业大学 | 一种煤矿采煤工作面采空区光纤光栅感温监测系统及方法 |
CN103364104A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-23 | 中国矿业大学 | 一种煤矿采煤工作面采空区光纤光栅感温监测系统及方法 |
CN103616041A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种光纤光栅门禁传感器 |
CN103852111A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-06-11 | 天津大学 | 基于光纤传感网的智能隧道监测和报警系统 |
CN104359588A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 电力电缆测温装置 |
CN104964707A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-10-07 | 四川安普光控科技有限公司 | 一种应用于电力隧道的全光纤传感综合监控系统 |
CN104965476A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-10-07 | 四川安普光控科技有限公司 | 一种光电复合式隧道综合监控系统 |
CN105158256B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-08-29 | 山东大学 | 一种复合材料在线健康监测方法 |
CN105158256A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 山东大学 | 一种复合材料在线健康监测系统和监测方法 |
CN105486311A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-04-13 | 青岛海通机器人系统有限公司 | 室内机器人定位导航方法及装置 |
CN105486311B (zh) * | 2015-12-24 | 2019-08-16 | 青岛海通机器人系统有限公司 | 室内机器人定位导航方法及装置 |
CN106289572A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-01-04 | 南京派光信息技术有限公司 | 基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法与系统 |
CN106289572B (zh) * | 2016-11-03 | 2024-05-28 | 上海铁路局 | 基于分布式光纤温度测量的供电牵引电缆异常温升监控方法与系统 |
CN107328443A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-07 | 北京市政路桥管理养护集团有限公司 | 基于智能井盖的监测管理系统 |
CN109900324A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-18 | 北京交通大学 | 光纤接头盒内温度湿度传感器的安装办法 |
CN112290998A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-29 | 国网天津市电力公司 | 一种光缆纤芯在线管理方法 |
CN112510569A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 国网北京市电力公司 | 电缆隧道的监控装置及监控系统 |
CN113091827A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种城市轨道交通地下综合体智能化水灾自动监测系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102944263A (zh) | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 | |
CN202903240U (zh) | 基于光纤光栅传感的电缆隧道多状态在线监测系统 | |
CN107741203A (zh) | 一种海底电缆应变监测系统 | |
CN202033053U (zh) | 基于多信息融合的一体化输电线路状态监测装置 | |
CN107702818A (zh) | 海底电缆温度监测系统 | |
CN103970098A (zh) | 智能变电站辅助系统综合监控平台 | |
CN203615969U (zh) | 一种电缆沟井综合在线监测系统 | |
CN105444804A (zh) | 一种尾矿库在线安全监测综合预警系统 | |
CN203376608U (zh) | 一种基于光、机、电技术一体化的电缆隧道多状态综合监控系统 | |
CN107702804A (zh) | 一种基于温度差法的电缆中间接头温升在线监测系统及方法 | |
CN210864009U (zh) | 一种电缆中间接头监测系统 | |
CN207662448U (zh) | 一种水浸监测系统 | |
CN204264757U (zh) | 一种外浮顶储罐浮盘卡盘故障实时在线监测系统 | |
CN205389136U (zh) | 电缆分支箱标准管理系统 | |
CN206787549U (zh) | 一种基于激光测距技术的外浮顶罐浮盘倾斜监测装置 | |
CN203938304U (zh) | 一种采用电力线载波通信的电梯远程监管系统 | |
CN112268229A (zh) | 管网管道在线监控系统 | |
CN207197696U (zh) | 海底电缆温度监测装置 | |
CN211044501U (zh) | 一种回流缆区段预警系统 | |
CN210534937U (zh) | 一种光纤周界防护报警系统 | |
CN205911831U (zh) | 一种基于光纤的无人值守变电所监控系统 | |
CN115060329A (zh) | 一种基于数字孪生算法的岩溶塌陷信息化预测系统 | |
CN205399560U (zh) | 一种智能消火栓 | |
CN204883296U (zh) | 一种基于plc控制装置的变电站无人值守系统 | |
CN208722035U (zh) | 一种变电站在线智能监测系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130227 |