CN106159859A - 一种opgw融冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种OPGW融冰系统，包括覆冰在线监测预警装置、温度在线监测预警装置和融冰电源；覆冰在线监测预警装置，用于实时监测OPGW的覆冰厚度信息；温度在线监测预警装置，用于在融冰过程中实时监测OPGW的温度信息；融冰电源，用于对OPGW融冰。与现有技术相比，本发明提供的一种带覆冰预警和融冰温度反馈自调节功能的OPGW融冰系统，实现了OPGW线路融冰的在控、可控，避免了因融冰温度过高而导致光纤通信功能受损的问题。

Description

一种OPGW融冰系统

技术领域

本发明涉及一种融冰系统，具体涉及一种OPGW融冰系统。

背景技术

输电线路上覆冰的种类繁多，有湿雪、混合淞、雾凇、雨凇、冻雾覆冰和冻雨覆冰。覆冰主要由风速、气温和空气湿度等条件组合而形成，在特定地区会反复出现。电网在覆冰初期或冰灾相对较轻时的主要危害表现为覆冰闪络、导线舞动和脱冰跳跃等引起的输电线路事故。随着灾情的发展和覆冰的加剧，作用在杆塔上的覆冰荷载将超过设计值(简称“过冰载”)，从而导致断线、铁塔倾覆，严重时可造成电网解列甚至全系统瓦解。电网覆冰灾害的后果通常很严重，电网恢复难度大、周期长。

为减轻冰雪灾害对输电线路的影响，国内外电力工作者开展了各种除冰、融冰技术的研究，提出几十种除冰、融冰方法，其工作原理大致可分为热力融冰法、机械除冰法、自然被动法和化学涂料法等。就融冰技术而言，目前主要是指各类热力融冰法，热力融冰法又称电能融冰法、加热融冰法等，其基本原理是在线路上通过高于正常电流密度的传输电路，以获得焦耳热进行融冰。

相对于导线，架空地线(含OPGW)在正常工作时不承载电流，故在相同气象条件下覆冰厚度可能更大些，而他们的机械强度通常比导线低。从某些地区的统计资料看，当架空地线上的覆冰达到一定程度时，很引起地线断裂、金具脱落、绝缘子断裂等，甚至导致杆塔折断或倒塌；也不排除因架空地线的不均匀覆冰及不均匀脱冰产生的纵向不平衡张力，引起杆塔折断或倒塌。

但融冰技术在OPGW上的应用研究目前尚属空白，由于常规情况下地线与铁塔之间的连接方式和导线与铁塔之间的连接方式存在较大差别，且光纤复合架空地线同时具备光缆和普通地线的双重功能，所以目前存在的几种融冰技术及融冰装置都无法直接应用于OPGW线路除冰，解决光纤复合架空地线覆冰的问题是急需解决的难点。一旦输电架空地线覆冰厚度超过极限值，将引起倒塔、线路跳闸，OPGW地线断裂造成通讯中断，导致电网崩溃，造成灾难性后果。因此，实施架空地线防冰综合治理，对提高输电线路整体防冰能力，保障电网供电可靠性有着十分重要的意义。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种OPGW融冰系统，所述系统包括覆冰在线监测预警装置、温度在线监测预警装置和融冰电源；

所述覆冰在线监测预警装置，用于实时监测所述OPGW的覆冰厚度信息；

所述温度在线监测预警装置，用于在融冰过程中实时监测所述OPGW的温度信息；

所述融冰电源，用于对所述OPGW进行融冰。

优选的，所述覆冰在线监测预警装置包括第一控制模块和光纤应力传感器；

所述光纤应力传感器，安装在所述OPGW的线路中，实时采集所述OPGW的应力值；

所述第一控制模块，依据所述应力值计算OPGW的覆冰厚度，以及判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值；

优选的，所述第一控制模块判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值包括：

若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰；

若融冰过程中检测到覆冰厚度的值小于覆冰阈值后，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰；

优选的，所述温度在线监测预警装置包括第二控制模块和光纤温度传感器；

所述光纤温度传感器，安装在所述OPGW的线路中，实时采集融冰过程中所述OPGW的温度值；

所述第二控制模块，对所述温度值进行数据转换后，判断所述温度值是否超出温度阈值；

优选的，所述第二控制模块判断所述温度值是否超出温度阈值包括：

若温度值大于温度阈值则向所述融冰电源发送电流调制指令，融冰电源依据所述电流调制指令调整其输出电流的大小，使得所述OPGW的温度值小于温度阈值；

或者，若温度值大于温度阈值则向所述融冰电源发送工作停止指令，停止对所述OPGW的融冰；

优选的，所述融冰电源包括温度反馈补偿模块；

所述温度反馈补偿模块接收所述温度在线监测预警装置输出的电流调制指令，获取温度反馈补偿模块需要调整的电流值；依据所述电流值对所述融冰电源输出的电流和电压进行反馈控制，直至所述OPGW的温度值小于温度阈值。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明提供的一种OPGW融冰系统，实现了OPGW线路融冰的自动化控制，实现了融冰过程中对融冰温度进行在线监测功能。。

2、本发明提供的一种OPGW融冰自动化系统，既避免了因融冰停电而造成的经济和社会损失，又避免了因融冰温度过高而导致的光纤通信功能受损的问题；提高了OPGW线路的抗冰能力，也大大降低了OPGW线路的融冰成本；提高了融冰工作效率，且与光纤单元互不干扰，保证了光纤通信不受影响，达到安全可靠融冰的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1：本发明实施例中OPGW融冰系统结构示意图；

图2：本发明实施例中OPGW融冰系统示意图；

其中，1：光纤应力传感器和光纤温度传感器；2：风速风向传感器；3：覆冰传感器；4：OPGW接续盒；5：OPGW；6：导线；7：OPGW接续盒；8：地线；9：融冰电源接线；10：光缆；11：分纤盒。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供的一种OPGW融冰系统，实现了在光纤复合架空地线融冰过程中的在线控制。既避免了因融冰停电而造成的经济和社会损失，又避免了因融冰温度过高而导致的光纤通信功能受损的问题，可以实现融冰过程自动化控制，到达安全可靠融冰的目的。

如图1所示，本发明实施例中的OPGW融冰系统包括覆冰在线监测预警装置、温度在线监测预警装置和融冰电源。其中，

覆冰在线监测预警装置，用于实时监测OPGW的覆冰厚度信息。

温度在线监测预警装置，用于在融冰过程中实时监测OPGW的温度信息。

融冰电源，用于对OPGW融冰。

1、覆冰在线监测预警装置

包括第一控制模块和光纤应力传感器1。其中，

光纤应力传感器，安装在OPGW的线路中，实时采集OPGW的应力值。

第一控制模块，依据应力值计算OPGW的覆冰厚度，以及判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值：

若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰；

若融冰过程中检测到覆冰厚度的值小于覆冰阈值后，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰。

2、温度在线监测预警装置

包括第二控制模块和光纤温度传感器。其中，

光纤温度传感器，安装在OPGW的线路中，实时采集融冰过程中OPGW的温度值。

第二控制模块，对温度值进行数据转换后，判断温度值是否超出温度阈值：

若温度值大于温度阈值则向融冰电源发送电流调制指令，融冰电源依据电流调制指令调整其输出电流的大小，使得OPGW的温度值小于温度阈值；

或者，若温度值大于温度阈值则向融冰电源发送工作停止指令，停止对OPGW的融冰。

3、融冰电源

包括温度反馈补偿模块，该温度反馈补偿模块接收温度在线监测预警装置输出的电流调制指令，获取温度反馈补偿模块需要调整的电流值；依据电流值对所述融冰电源输出的电流和电压进行反馈控制，直至OPGW的温度值小于温度阈值。

如图2所示，本实施例中OPGW融冰系统操作过程为：

在安装OPGW融冰系统之前需要对OPGW线路进行绝缘化改造，改造后的OPGW线路是实施直流融冰的线路本体，与杆塔绝缘。本实施例中绝缘化改造的OPGW线路包括带并联间隙的地线绝缘子，以及绝缘接头盒、绝缘引下线夹、绝缘耐张金具和悬垂金具。其中，

带并联间隙的地线绝缘子，安装在OPGW的耐张金具与杆塔之间，以及悬垂金具与杆塔之间，实现OPGW与线路杆塔的绝缘；同时调整合理的并联间隙使线路在遭受雷击能迅速导通，在融冰时确保绝缘，以此来保证线路电气安全。

1、将OPGW用绝缘金具与杆塔连接，完成架设。

2、采用OPGW绝缘接续盒进行接续，实现光电可靠分离，融冰时，与线路电气绝缘，且光纤单元不受影响。

3、将融冰电源接入线路中，提供融冰用电流。

4、覆冰在线监测预警装置对线路覆冰情况进行实时反馈，并经处理后提供给融冰电源，当线路覆冰厚度超出阈值时，融冰电源装置启动，开始融冰。

5、融冰过程中，温度在线监测预警装置实时对线路温度进行监测，并在温度超出安全设定范围时，启动融冰电源的电流控制策略，实时传给融冰电源，并自动进行电流调节，直至融冰温度恢复至安全范围内。

6、当变电站的数据控制中心监测到融冰已经完成后，下达停止融冰指令，自动关闭融冰电源，结束融冰；融冰电源处于待机状态，覆冰在线监测预警装置和温度在线监测预警装置在线监测模块继续正常工作。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (6)

1.一种OPGW融冰系统，其特征在于，所述系统包括覆冰在线监测预警装置、温度在线监测预警装置和融冰电源；

所述覆冰在线监测预警装置，用于实时监测所述OPGW的覆冰厚度信息；

所述温度在线监测预警装置，用于在融冰过程中实时监测所述OPGW的温度信息；

所述融冰电源，用于对所述OPGW进行融冰。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述覆冰在线监测预警装置包括第一控制模块和光纤应力传感器；

所述光纤应力传感器，安装在所述OPGW的线路中，实时采集所述OPGW的应力值；

所述第一控制模块，依据所述应力值计算OPGW的覆冰厚度，以及判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值包括：

若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰；

若融冰过程中检测到覆冰厚度的值小于覆冰阈值后，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度在线监测预警装置包括第二控制模块和光纤温度传感器；

所述光纤温度传感器，安装在所述OPGW的线路中，实时采集融冰过程中所述OPGW的温度值；

所述第二控制模块，对所述温度值进行数据转换后，判断所述温度值是否超出温度阈值。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二控制模块判断所述温度值是否超出温度阈值包括：

若温度值大于温度阈值则向所述融冰电源发送电流调制指令，融冰电源依据所述电流调制指令调整其输出电流的大小，使得所述OPGW的温度值小于温度阈值；

或者，若温度值大于温度阈值则向所述融冰电源发送工作停止指令，停止对所述OPGW的融冰。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融冰电源包括温度反馈补偿模块；

所述温度反馈补偿模块接收所述温度在线监测预警装置输出的电流调制指令，获取温度反馈补偿模块需要调整的电流值；依据所述电流值对所述融冰电源输出的电流和电压进行反馈控制，直至所述OPGW的温度值小于温度阈值。