CN103325470A - 用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线及系统 - Google Patents

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一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线，包括位于所述复合架空相线中心绞合在一起的铝包钢线、设于管件中的裸纤、设于管件中的单模紧包光纤以及绞合在所述铝包钢线、所述裸纤和所述单模紧包光纤外侧的铝线，所述裸纤设有余长，所述单模紧包光纤的数目不少于二,所述单模紧包光纤不设有余长，该复合架空相线提高架空线路电力传输过程的监测水平，保障电力输送安全。

Description

用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线及系统
技术领域
本发明涉及一种光纤复合架空相线及系统，具体讲涉及一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线及系统。
背景技术
光纤复合架空相线（OpticalPhaseConductor，简称OPPC）是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆。此种光缆充分利用了电力系统自身的线路资源，特别是利用了电力配网系统，避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，使之具有传输电能及通信的双重功能，因此近年来被广泛应用于电网输电线路中。
光纤复合架空相线一般包括光纤单元、铝包钢线和铝线，光纤单元和铝包钢线依次绞合在相线内层，最外层为铝线组成，其中光纤单元多采用钢管结构，钢管内有多芯单模光纤（芯径为250微米的裸纤），并填充有光纤油膏，光纤复合架空相线在放线、过滑轮、紧线等施工环节以及长期运行过程中会造成结构伸长，因此光纤单元中的光纤有一定余长，这样可保证光纤在使用中不被拉伸，从而保证良好的光传输性能。由于光纤复合架空相线多安装于山区，地理及气象复杂，加之距离长、分布散，传统的人力沿线巡检的方法效率低、工作强度大，无法满足相线运行在线监测的需要；目前，将光纤传感器与光纤复合架空相线内部的光纤连接，光纤传感器即可对架空相线的运行状态和环境信息进行实时监测和控制，无需在线路上添加任何部件，运行人员便可在监控室实时掌握线路的运行情况，清晰准确掌握故障点，大大提高了检修效率，这对线路运行维护具有革命性的意义。
传统的光纤复合架空相线内的光纤一般是单模光纤，只用于光纤通信用，为保证良好的光传输性能，要求相线内的光纤尽量不受外界温度、应变的影响。申请号为CN201120020503.7的中国专利公开了一种具有测温功能的光纤复合架空相线，该专利包含了一根具有光栅测温功能的测温光纤，可以实现导线温度的实时在线监测，但是由于光纤复合架空相线内部的光纤存在余长，使得传统的光纤复合架空相线受力较小时，内部的光纤处于松弛状态，无法用于实现架空相线的分布式应变监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线及系统，该光纤复合架空相线实现光纤复合架空相线每一点的温度和应变信息，实现电力传输、光纤通信以及状态监测三重功能，及时发现光纤复合架空相线的局部过热点或者覆冰、断股等故障，提高架空线路电力传输过程的监测水平，保障电力输送安全。
本发明的具体方案为：一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线，包括位于所述复合架空相线中心绞合在一起的铝包钢线、设于管件中的裸纤、设于管件中的单模紧包光纤以及绞合在所述铝包钢线、所述裸纤和所述单模紧包光纤外侧的铝线，所述裸纤设有余长，所述单模紧包光纤的数目不少于二,所述单模紧包光纤不设有余长。
采用上述技术方案，本发明的技术效果有：
在光纤复合架空相线的光纤单元中增加用于温度监测的多模裸纤以及用于应变监测的单模紧包光纤，可以监测光纤复合架空相线每一点的温度和应变信息，实现电力传输、光纤通信以及状态监测三重功能，及时发现光纤复合架空相线的局部过热点或者覆冰、断股等故障，提高架空线路电力传输过程的监测水平，保障电力输送安全。
附图说明
图1是本发明光纤复合架空相线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图1所示的实施例，一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线，包括位于所述复合架空相线中心依次绞合在一起的铝包钢线3、设于管件中的裸纤1、设于管件中的单模紧包光纤2以及绞合在所述铝包钢线3、所述裸纤1和所述单模紧包光纤2外侧的铝线4，所述裸纤1设有余长，所述单模紧包光纤2的数目不少于二，所述单模紧包光纤2的两端与其所在管件的两端平齐，本实施例中容包有裸纤1的管件为直径2.7mm的不锈钢管，不锈钢管内放置有余长为5‰-7‰的直径为250微米的单模裸纤和相同余长的直径为250微米的多模裸纤，多模裸纤可以选择芯径为50微米的多模G651.A1a，也可以选择芯径为62.5微米的G651.A1b；在管件内的裸纤中填有油膏；容包有单模紧包光纤2的管件为直径2.7mm的不锈钢管，不锈钢管内放置有两根直径为600微米的单模紧包光纤，单模紧包光纤没有余长，其两端与所在管件的两端平齐，裸纤1、单模紧包光纤2与铝包钢线3一起绞合，在上述的铝包钢线3、裸纤1和单模紧包光纤2的外面再依次绞合两层直径为3.45mm的铝线4，其中内层为10根铝线4，外层为16根铝线4，整个光纤复合架空相线的直径为21.90mm。
本实施例中，将裸纤1一端连接到拉曼型光纤温度传感器DTS上，另一端闲置，可以实现光纤沿线每一点的温度测量；将两根单模紧包光纤2的一端均连接到布里渊型光纤温度应变传感器BOTDA上，其另一端互相熔接以构成测量环路，由于单模紧包光纤2不存在余长，因此对光纤复合架空相线的拉力敏感，从而可以实现光纤沿线每一点的温度应变测量；结合DTS和BOTDA的测量数据，可以分离得到光纤沿线每一点的温度和应变信息。光纤复合架空相线的温度和应变实时测量信息以及长期运行历史数据，可以反映相线的健康状态，及时发现光纤复合架空相线的局部过热点或者覆冰、断股等故障，提高架空线路电力传输过程的监测水平，保障电力输送安全。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于分布式温度应变监测的光纤复合架空相线，其特征在于：包括位于所述复合架空相线中心绞合在一起的铝包钢线（3）、设于管件中的裸纤（1）、设于管件中的单模紧包光纤（2）以及绞合在所述铝包钢线（3）、所述裸纤（1）和所述单模紧包光纤（2）外侧的铝线（4），所述裸纤（1）设有余长，所述单模紧包光纤（2）的数目不少于二,所述单模紧包光纤（2）不设有余长。
2.如权利要求1所述的光纤复合架空相线，其特征在于：所述不设有余长为所述单模紧包光纤（2）的两端与其所在管件的两端平齐。
3.如权利要求1所述的光纤复合架空相线，其特征在于：所述裸纤（1）为单模裸纤和多模裸纤中的一种或组合。
4.如权利要求3所述的光纤复合架空相线，其特征在于：所述多模裸纤为G651.A1a或者G651.A1b。
5.如权利要求1所述的光纤复合架空相线，其特征在于：所述裸纤（1）中填有油膏。
6.如权利要求1所述的光纤复合架空相线，其特征在于：所述管件为不锈钢管。
7.一种如权利要求1-5任一所述的光纤复合架空相线系统，其特征在于：所述光纤复合架空相线中的裸纤（1）一端连接温度传感器，另一端闲置，所述光纤复合架空相线中的单模紧包光纤（2）一端连接温度应变传感器，另一端互相连接。
8.如权利要求7所述的光纤复合架空相线系统，其特征在于：所述温度传感器为拉曼型光纤温度传感器。
9.如权利要求7所述的光纤复合架空相线系统，其特征在于：所述温度应变传感器为布里渊型光纤温度应变传感器。
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