CN103776492A - Opgw状态监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种OPGW状态监测系统，其特征在于包括：GIS基本功能模块，用于定位数据来源的地理位置；监测结果查询与统计模块，设置有OPGW结构参数以及相关预警阈值，判别系统采集的数据是否异常，并可用于数据监测结果的查询和统计；数据入库管理模块，将采集的数据分为业务主数据和设备主数据进行入库存储；监测结果可视化模块，用于监测结果的显示；以及系统告警和事件记录模块，用于接收监测结果查询与统计模块的告警触发指令以及统计数据的存储。

Description

OPGW状态监测系统
技术领域
本发明涉及电力主干网OPGW复合光缆监测技术领域，特别是一种OPGW状态监测系统。
背景技术
 OPGW中文称为光纤复合架空地线，是由光纤单元与铠装层组成，兼具地线和通信光缆的双重功能。是目前电力通信系统中使用的主要特种光缆。由于输电线路的远距离、高电压、大容量以及大区域联网特性，要保证OPGW的安全运行就需要对OPGW的运行环境、雷击影响、机械性能要求、电气性能要求、故障影响、金具配合、工程建设、光纤要求及保护等问题都认真关注。
我国是自然灾害多发的国家，近年来，因为自然灾害造成光缆受损的事件（冰雪灾害、雷击、地质变化等）屡有发生，对电力通信网和电网的安全运行造成严重影响。例如2008年初，我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续低温、雨雪和冰冻极端天气，全国共有14个省级（含直辖市）电网（约占全国省级（直辖市）电网总数的43%）、近570个县的用户供电受到不同程度的影响，部分地区电力设施受灾损坏极其严重。冰灾中有一部分发生损坏的杆塔仅地线（包括OPGW）断线、地线支架垮塌或变形，这是由于地线中无电流通过，覆冰程度较重。
如果能融合多种传感技术，实现高精度、多功能的广域预警，掌握光缆线路温度、张力、倾角-弧垂等信息、就能在覆冰初期或其他事故初期及时发现。同时由于电力特种光缆通常随输电线路架设，因此光缆测量的数据能在很大程度上反映一次线路受损害的情况，给运行单位处理覆冰等各种事故提供依据，以便及时启动应急机制。而所有的监测都必须建立在OPGW线路监测数据库的基础上，这个基础数据库显得非常重要。长期积累沿线线路温度、机械特性方面的数据，还可为输电线路设计提供依据。
福建省电力从983工程（1998年3月）第一条OPGW复合光缆建设至今没有OPGW复合光缆应力应变测试数据，没有基础数据不能较准确的判断复合光缆运行中出现的各种应力应变的变化。特别是针对福建地区的气候特征、线路特点的专用的OPGW光纤应变数据库缺乏，故急需建立该数据库，作为福建地区OPGW线路在线监测的一个基础工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种OPGW状态监测系统，能OPGW复合光缆应力应变测试数据库，并基于该数据库实现OPGW状态监测。
本发明采用以下方案实现：一种OPGW状态监测系统，其特征在于包括：
GIS基本功能模块，用于定位数据来源的地理位置；
监测结果分析、查询与统计模块，设置有OPGW结构参数以及相关预警阈值，用以判别系统采集的数据是否异常，并可用于数据监测结果的查询和统计；
数据入库管理模块，将采集的数据分为业务主数据和设备主数据进行入库存储；
监测结果可视化模块，用于监测结果的显示；以及
系统告警和事件记录模块，用于接收监测结果查询与统计模块的告警触发指令以及统计数据的存储。
在本发明一实施例中，所述的业务数据是通过OPGW监测系统中的传感部分采集来的数据，做为分析、预警和展示的依据。
在本发明一实施例中，所述的业务数据包括：光纤温度、光纤应变、数据位置、弧垂、绝缘子倾斜角、杆塔应变和导线舞动频率。
在本发明一实施例中，所述业务数据是单条时间点数据，该单点时间点数包括：用以确认数据采集的时间点；用以确认数据采集的位置，用于在发生预警时确定异常范围，并可结合GIS、GPS系统，获取更多位置和设备信息。
在本发明一实施例中，所述检测系统采用面向对象的结构设计，按功能分模块开发，各个功能模块彼此独立，而且每个功能模块的改变和升级不影响其它模块。
在本发明一实施例中，所述分析是由专家分析系统完成，所述专家分析系统提供包括雷击断股监测子系统、覆冰监测子系统、杆塔倾斜监测子系统、OPGW温度监测子系统以及光纤寿命监测子系统。
本发明构建了OPGW基础数据库，除了对于主干网500kV线路的监测，还可扩展至220kV、110kV等线路监测，甚至可以将日后新建的或正在建设中的线路纳入监测体系，从而逐步建立一个覆盖福建省整个OPGW线路网的应变数据库。长期的监测数据的采集，还能够丰富运营单位对于OPGW线路光纤应变等方面的认识。与此同时，系统可以从OPGW推广至其他如OPPC、ADSS等电力光缆，具有极强的推广效应。
附图说明
图1是本发明系统架构示意图。
图2是本发明雷击故障告警流程。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
 如图1所示，本发明提供一种OPGW状态监测系统，其特征在于包括：GIS基本功能模块，用于定位数据来源的地理位置；监测结果分析、查询与统计模块，设置有OPGW结构参数以及相关预警阈值，用以判别系统采集的数据是否异常，并可用于数据监测结果的查询和统计；数据入库管理模块，将采集的数据分为业务主数据和设备主数据进行入库存储；监测结果可视化模块，用于监测结果的显示；以及系统告警和事件记录模块，用于接收监测结果查询与统计模块的告警触发指令以及统计数据的存储。
请继续参见图1，本实施例中，所述分析是由专家分析系统完成，所述专家分析系统提供包括雷击断股监测子系统、覆冰监测子系统、杆塔倾斜监测子系统、OPGW温度监测子系统以及光纤寿命监测子系统。
为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面对数据组成进行简单说明。系统主数据是业务数据的基础，是被反复使用的最底层基础数据，与系统实施时，最先确认主数据的种类、来源和设计，是系统最重要的组成部分。对于OPGW监测系统来说，分为两类主数据，分别是业务主数据和设备主数据。
业务主数据主要有数据采集收集时间周期（时间周期）、气象主数据等；设备主数据主要有线路主数据、杆塔主数据和OPGW设备主数据等。
Figure 2014100395275100002DEST_PATH_IMAGE001
业务数据主要是通过OPGW监测系统中的传感部分采集来的数据，做为分析、预警和展示的依据。系统本身具有兼容性，通过对现有OPGW监测系统的分析，系统需接收多种数据，如光纤温度、光纤应变、数据位置、弧垂、绝缘子倾斜角、杆塔应变、导线舞动频率等。
以应变/温度量的采集为例，单条时间点数据包括：
时间
“时间”用以确认数据采集的时间点。根据“时间周期”主数据，定期采集光纤数据，普通情况下，可设为每日96个点，即15分钟一次。遇到特殊情况，将增加采集频率。
位置
“位置”用以确认数据采集的位置，用于在发生预警时确定异常范围，并可结合GIS、GPS等系统，获取更多位置和设备信息。“位置”是根据不同的设备确定不同的间隔距离，一般情况下，大于100米，小于1公里。
应变
“应变”是确定OPGW线路受力、拉伸、悬挂、弧度等信息的主要物理量，是数据分析的主要数据。
温度
“温度”是某时间点某位置点上的温度值。
数据信息是OPGW数据监控系统的业务逻辑基础，但为了更好的判断和确定预警信息，在一些有其它设备支持的情况下，可获得图像和文档信息，作为特别参考。图像和文档信息由于数据量巨大，一般作为非周期性采集信息。
数据流
完整的基础数据库一旦建成，通过对OPGW线路运行故障的建模，可实现对多种事故的报警。根据报警故障类型不同和程度不同进行分级报警。
这里以模拟的雷击断股事故为例，给出相应的数据流图如图2所示。
本发明软件系统采用面向对象的结构设计要求，按功能分模块开发，各个功能模块彼此独立，而且每个功能模块的改变和升级不影响其它模块。开发的软件系统具有用户图形界面有好，容易维护，功能测试和模块修改简单，全部软件及其模块清楚易懂的特点。
OPGW目前每年敷设数量巨大，其中的光纤线路成为电力系统传递信息（通信、运行、线路保护等信号）的重要通道。在OPGW的使用中一旦地线功能或光纤通信功能损害或丧失，就可能会造成巨大的直接或间接的损失和重大的社会影响。因此对OPGW的状态进行监测，及时预警可能的事故隐患，发现可能出现的故障并报警，同时对故障点定位具有巨大的经济效益和社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (6)

1.一种OPGW状态监测系统，其特征在于包括：
GIS基本功能模块，用于定位数据来源的地理位置；
监测结果分析、查询与统计模块，设置有OPGW结构参数以及相关预警阈值，用以判别系统采集的数据是否异常，并可用于数据监测结果的查询和统计；
数据入库管理模块，将采集的数据分为业务主数据和设备主数据进行入库存储；
监测结果可视化模块，用于监测结果的显示；以及
系统告警和事件记录模块，用于接收监测结果查询与统计模块的告警触发指令以及统计数据的存储。
2.根据权利要求1所述的OPGW状态监测系统，其特征在于：所述的业务数据是通过OPGW监测系统中的传感部分采集来的数据，做为分析、预警和展示的依据。
3.根据权利要求2所述的OPGW状态监测系统，其特征在于：所述的业务数据包括：光纤温度、光纤应变、数据位置、弧垂、绝缘子倾斜角、杆塔应变和导线舞动频率。
4.根据权利要求3所述的OPGW状态监测系统，其特征在于：所述业务数据是单条时间点数据，该单点时间点数包括：用以确认数据采集的时间点；用以确认数据采集的位置，用于在发生预警时确定异常范围，并可结合GIS、GPS系统，获取更多位置和设备信息。
5.根据权利要求1所述的OPGW状态监测系统，其特征在于：所述检测系统采用面向对象的结构设计，按功能分模块开发，各个功能模块彼此独立，而且每个功能模块的改变和升级不影响其它模块。
6.根据权利要求1所述的OPGW状态监测系统，其特征在于：所述分析是由专家分析系统完成，所述专家分析系统提供包括雷击断股监测子系统、覆冰监测子系统、杆塔倾斜监测子系统、OPGW温度监测子系统以及光纤寿命监测子系统。
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