CN109084818A - 光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统及其监测方法，属于智能电网碳纤维复合芯导线监控系统及其监测方法技术领域。系统包括光纤复合碳纤维导线、监控前端、监控管理平台、监控客户端、光纤跳线、光电分离器以及连接附件。监控前端可以实时监测其监控范围内每段光纤复合碳纤维导线的温度分布情况，并通过光纤复合碳纤维导线长度方向上的温度频谱曲线的形式输出到监控管理平台和监控客户端。电网可以据此信息了解各段线路的载流裕度及健康状况，排查光纤复合碳纤维导线缺陷，从而实现输电路由的智能调度。本发明向电网监控及调度人员提供了可靠的监控信息，有助于全面了解线路的健康状况及载流裕量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统及其监测方法，属于智能电网碳纤维复合芯导线监控系统及其监测方法技术领域。
背景技术
碳纤维复合芯导线的研究起始于20世纪90年代，由日本学者研发，2004年美国首次将碳纤维复合芯导线应用于输电线路。我国对碳纤维复合芯导线的研究始于2005年，该导线在我国的首次应用是在2006年的辽宁、福建的220kV线路扩容改造中。碳纤维复合芯导线具有强度大、载流量大、耐热性好、线膨胀系数小、重量轻、耐腐蚀性能好等特点，是一种节能、环保型导线，在架空输电线路中具有广阔的应用前景。
由于碳纤维复合芯导线的材质和结构均与传统钢芯导线存在较大区别，芯棒基本承担了导线的全部载荷。由于碳纤维复合芯导线可以通过高温运行来实现线路容量的提升，但是目前的线路的检测手段无法实现对线路运行状况进行监测与管理，限制了碳纤维复合芯导线在高压输配电领域的发展前景。
光纤复合碳纤维导线结合了复合材料导线技术和光纤技术，使得导线同时具有输送电能和通信的功能，解决了光缆远距离大跨度传输困难的问题，节约了资源，适应于智能电网的发展，能够实现对导线运行状态的监测与分析。
申请号为201610304660.8发明专利申请公开了一种智能复合材料芯导线及其制备方法，该智能复合碳纤维芯导线具有高载流、高强度、低线损、重量轻、线膨胀系数小、耐腐蚀、光纤衰减小等优点，为智能型光纤复合碳纤维芯导线对输电线路运行温度和应力的在线监测系统提供了可靠的线路保证。
发明内容
针对现有的碳纤维复合芯导线存在的隐患，本发明提出了一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统及其监测方法，监控面广，能够不间断的对线路运行健康状态进行监控与数据采集，并形成以时间和光纤复合碳纤维导线具体位置为变量的线路运行健康状态大数据库，实现电网的智能调度和隐患分析排查。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统，包括光纤复合碳纤维导线、监控前端、监控管理平台、监控客户端、光电分离器和光纤跳线；所述光纤复合碳纤维导线通过光纤跳线与光电分离器相连接，所述光电分离器和监控前端连接；所述监控前端、监控管理平台和监控客户端通过VPN或物联网顺序连接。
所述光纤复合碳纤维导线内有预埋紧包光纤或预埋紧包光纤加松套光纤。
光纤复合碳纤维导线运行温度应力在线监测系统的监测方法，包括如下步骤：
第一步：将光纤复合碳纤维导线牵引到位，进行系统整体连通，将光纤复合碳纤维导线内的预埋紧包光纤或预埋紧包光纤加松套光纤剥离出来，并连接到光纤跳线上，光纤跳线与光电分离器相连接，将光纤复合碳纤维导线的电与光信号进行隔离，将光信号传递到监控前端中去；监控管理平台设置在监控前端和监控客户端之间，监控前端用于获取其监控范围内的监控信息，监控管理平台用于接收并保存各监控前端发来的监控信息，并将监控信息传递给监控客户端；
第二步，在光纤复合碳纤维导线运行状态下启动监控前端，并获得该应力状态下的初始微应变频谱，根据光纤复合碳纤维导线在不同温度和应力下的微应变转换计算出光纤复合碳纤维导线的温度和应力；
第三步，根据线路不同位置的实际情况，在监控管理平台的系统中设定温度和应力上限，当温度和应力超过或者接近上限值时，触发报警系统并通知监控客户端问题的原因与位置；
第四步，在监控管理平台的系统中实时记录过程中的光纤复合碳纤维导线的温度和应力，对比相近环境条件和运行工况的微应变频谱，总结规律并对异常情况进行警告；
第五步，监控管理平台采集光纤复合碳纤维导线的运行温度和应力；在每一个时间节点，监控管理平台接收并保存各监控前端发来的基于其监控范围内光纤复合碳纤维导线长度方向上的光频谱曲线，同时输出到监控客户端上；并在监控客户端上查询纳入其监控范围内所有光纤复合碳纤维导线长度方向上任一位置任一时间节点的温度及应力数据，以及该任一位置上的温度及应力数据在任一时间段内的变化趋势。
本发明的有益效果如下：
本发明采用技术成熟的散射光时域分布式传感器直接安装在基于PC架构的入门级工作站或服务器上，连同价格低廉的光纤共同构成监控前端，有效监控距离长达50km以上；监控管理平台和监控客户端同样采用基于PC架构的入门级工作站或服务器。监控前端、监控管理平台和监控客户端之间采用技术成熟的VPN(虚拟专用网络)或物联网等方式通讯。该监控系统接口简单、设计及安装方便、投资小等优点，且相对独立，无需对电网现有网络构架进行大量改动。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的监控组网结构图，其中：1、光纤复合碳纤维导线；2、监控前端；3、监控管理平台；4、监控客户端、5、光纤跳线；7、光纤复合碳纤维芯棒；11、松套光纤的纤芯；13、光电分离器。
图2(a)为本发明具体实施方式的集中式光纤复合碳纤维芯棒预埋光纤的截面示意图，图2(b)为本发明具体实施方式的对称分布式松紧结合光纤复合碳纤维芯棒预埋光纤的截面示意图，图2(c)为本发明具体实施方式的非对称分布式光纤复合碳纤维芯棒预埋光纤的截面示意图，其中：7、光纤复合碳纤维芯棒；8、预埋紧包光纤；9、预埋紧包光纤加松套光纤；10、紧包光纤的纤芯；11、松套光纤的纤芯；
图3为本发明具体实施方式的光纤复合碳纤维导线应力监控示意图。
图4为本发明具体实施方式的光纤复合碳纤维导线温度监控示意图。
图5为本发明具体实施方式的光纤复合碳纤维导线应力及温度变化量监控及报警流程简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统及其监测方法，是基于光散射原理和材料力学理论，用于为电网的监控客户端提供监控信息。系统包括光纤复合碳纤维导线1、监控前端2、监控管理平3、监控客户端4、光纤跳线5、光电分离器13以及连接附件。其中光纤复合碳纤维导线1又由光纤复合碳纤维芯棒7、预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9和外层铝单线组成。预埋紧包光纤8中含有紧包光纤的纤芯10，预埋紧包光纤加松套光纤9中含有松套光纤的纤芯11、紧包光纤的纤芯10和光纤套管。所述监控前端2用于获取其监控范围内的监控信息，所述监控管理平台3用于接收并保存各监控前端发来的监控信息，并将监控信息传递给监控客户端4。
所述光纤复合碳纤维导线1内有预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9，将监控段首端的紧包光纤的纤芯10和松套光纤的纤芯11连接到光纤跳线5上，光纤跳线5再与光电分离器13和监控前端2连接，其中预埋紧包光纤8可以用于监控该段光纤复合碳纤维导线1各点的应力和温度情况；所有的光纤之间采用熔接或光纤连接器对接；松套光纤的纤芯11只能用于监控该段光纤复合碳纤维导线1各点的温度情况。
监控前端2的数据采集源基于拉曼散射光时域反射分布式光纤传感器和(或)布里渊散射光时域反射分布式光纤传感器，并集成在同一台主机上，用于获取采集其监控范围内的监控信息，监控信息为其监控范围内光纤复合碳纤维导线1每一个时间节点(例如1分钟)各点的温度及应力情况。
所述监控管理平台3通过自动识别实时温度的上限值，并将实时光纤微应变与历史一般光纤微应变的平均值进行比对，以及将各相邻2个采样点的实时光纤微应变数据进行比较，对监控范围内各段光纤复合碳纤维导线1上的异常温度和应力情况进行报警。
监控系统对监控范围内光纤复合碳纤维导线1应力的监测和异常预报基于悬链线方程，即在正常挂线、环境稳定的前提下，光纤复合碳纤维导线1上任意一点的应力σx＝σ0/cosθ，该值沿着光纤复合碳纤维导线1方向随着与弧垂最低点切线夹角的增大而增大，且变化过程中连续却无突变，其中：σ0为最低点的应力，θ为任意点与最低点的夹角。根据悬链式方程导线任意点应力连续无突变的原理，并结合光散射原理，由于光纤复合碳纤维芯棒7预埋有预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9，光纤复合碳纤维导线1任意位置的应变可以精确且同步的反馈到在光纤复合碳纤维芯棒7中预埋的预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9上，即预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9的应变就表达了光纤复合碳纤维芯棒7在该位置的应变。由于分布式光纤传感器可以检测的光纤微应变，因此监控前端2可以精确监测其监控范围内光纤复合碳纤维导线1长度方向上的应力分布情况，并通过光纤复合碳纤维导线1长度方向上的光纤微应变频谱曲线的形式输出到监控客户端4上。
由于光纤复合碳纤维芯棒7可以预埋紧包光纤加松套光纤9，其中松套光纤的纤芯11与光纤套管之间有细微的间隙，当光纤复合碳纤维芯棒7及光纤套管因光纤复合碳纤维导线1自重下垂或外力作用产生形变时，由于松套光纤的纤芯11可以在光纤套管中自由游离，即不会伴随光纤复合碳纤维芯棒7产生应变以至于干扰温度检测的稳定性。由于分布式光纤传感器的测温精度可以达到±0.5℃，因此光纤复合碳纤维导线1任意位置的温度可以精确且同步的反馈到在光纤复合碳纤维导线1中松套光纤的纤芯11上，监控前端2可以实时监测其监控范围内每段光纤复合碳纤维导线1的温度分布情况，并通过光纤复合碳纤维导线1长度方向上的温度频谱曲线的形式输出到监控管理平台3和监控客户端4上。电网可以据此信息了解各段线路的载流裕度及健康状况，排查光纤复合碳纤维导线1缺陷，从而实现输电路由的智能调度。
图1展示了一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统，所述系统包括光纤复合碳纤维导线1、监控前端2、监控管理平台3、监控客户端4、光纤跳线5、光电分离器13以及连接附件。其中光纤复合碳纤维导线1又由光纤复合碳纤维芯棒7、预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9和外层铝单线组成。预埋紧包光纤8中含有紧包光纤的纤芯10，预埋紧包光纤加松套光纤9中含有松套光纤的纤芯11、紧包光纤的纤芯10和光纤套管。所述监控前端2用于获取其监控范围内的监控信息，所述监控管理平台3用于接收并保存各监控前端发来的监控信息，并将监控信息传递给监控客户端4；监控前端2、监控管理平台3和监控客户端4之间采用技术成熟的VPN或物联网等方式通讯。
图1中虚线将监控系统分为监控前端2、监控管理平台3和监控客户端4。首先将监控段每根光纤复合碳纤维导线1首末两端的紧包光纤8或紧包光纤加松套光纤9从光纤复合碳纤维芯棒7中分离。将每根光纤复合碳纤维导线1末端的松套光纤的纤芯11或紧包光纤的纤芯10与相邻光纤复合碳纤维导线1首端的松套光纤的纤芯11或紧包光纤的纤芯10熔接形成通路，将监控段首端的松套光纤的纤芯11或紧包光纤的纤芯10连接到光纤跳线5上的一端，并将光电分离器13与监控前端2的数据采集源连接，并连接到光纤跳线5上的另一端。所述监控客户端4用于获取其监控范围内光纤复合碳纤维导线1长度方向上光纤微应变频谱曲线和温度频谱曲线。
图2中所示的是光纤复合碳纤维芯棒7预埋光纤的截面示意图，其中光纤种类、预埋数量及位置不限于图中所示的3种情况。在光纤复合碳纤维芯棒7内部预埋紧包光纤8或预埋紧包光纤加松套光纤9。其中紧包光纤的纤芯10会跟光纤复合碳纤维导线1及光纤复合碳纤维芯棒7同步产生应变，用于监测该监控端段光纤复合碳纤维导线1各点的应力情况，也可用于监测温度；松套光纤的纤芯11在光纤套管中处于松弛状态，不与光纤复合碳纤维导线1及光纤复合碳纤维芯棒7同步产生应变，只用于监测该监控范围内光纤复合碳纤维导线1各点的温度情况且不受外力变化干扰。
图3中所示的是光纤复合碳纤维导线应力监控示意图。在每一个时间节点，监控管理平台3自动采集、处理并保存监控前端2发来的光纤复合碳纤维导线1长度方向上的光纤微应变频谱曲线，并将监控范围内的光纤复合碳纤维导线1长度与光纤微应变以XY坐标形式输出到监控客户端4程序界面上。程序界面除了可以显示当前及历史光纤微应变频谱曲线外，还可以选取显示某个时间或时间段的光纤微应变频谱数据，也可以选取光纤复合碳纤维导线1上任意一点，显示该点在某个时间或时间段的光纤微应变频谱数据变化曲线，即可以通过监控客户端4查询监控管理平台3上的任意光纤复合碳纤维导线1任意位置任意时间的历史监控数据及数据组合。
图4中所示的是光纤复合碳纤维导线温度监控示意图。程序界面除了可以显示监控范围内每段光纤复合碳纤维导线1不同位置的实时温度，还可以显示由多个监控系统组成监控网络的温度云图。从图中可以很直观的发现在监控范围内，有一段光纤复合碳纤维导线1某一点的局部温度过高。
图5中所示的是光纤复合碳纤维导线应力及温度变化量监控及报警流程简图。在每一个采样时刻，监控管理平台3接收到监控前端2发来的其监控范围内光纤复合碳纤维导线1长度方向上各采样点的实时光纤微应变和温度数据，通过自动识别实时温度的上限值，并将实时光纤微应变与历史一般光纤微应变的平均值进行比对，以及将各相邻2个采样点的实时光纤微应变数据进行比较，对监控范围内各段光纤复合碳纤维导线1上的异常温度和应力情况进行报警。
通过自动或人工对监控客户端4输出的监控控范围内各时间节点光纤复合碳纤维导线1长度方向上的微应变和温度频谱曲线进行比对，很容易识别曲线开始持续出现的异常形状。
如果出现上述异常，电网应及时调整输电路由，发现可疑光纤复合碳纤维导线1，方便电网人员排查安全隐患。
通过监控客户端4实时输出的监控控范围内光纤复合碳纤维导线1长度方向上的温度频谱曲线或由多个监控系统组成监控网络的温度云图，还可以掌握电网中每根光纤复合碳纤维导线1的实时温度和载流裕度，实现输电路由的智能调度。
需要说明的是上述实施方式，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所做出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (3)
1.一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统，其特征在于，包括光纤复合碳纤维导线(1)、监控前端(2)、监控管理平台(3)、监控客户端(4)、光电分离器(13)和光纤跳线(5)；所述光纤复合碳纤维导线(1)通过光纤跳线(5)与光电分离器(13)相连接，所述光电分离器(13)和监控前端(2)连接；所述监控前端(2)、监控管理平台(3)和监控客户端(4)通过VPN或物联网顺序连接。
2.根据权利要求1所述的光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统，其特征在于，所述光纤复合碳纤维导线(1)内有预埋紧包光纤(8)或预埋紧包光纤加松套光纤(9)。
3.根据权利要求2所述的一种光纤复合碳纤维导线运行温度应力监测系统的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：将光纤复合碳纤维导线(1)牵引到位，进行系统整体连通，将光纤复合碳纤维导线(1)内的预埋紧包光纤(8)或预埋紧包光纤加松套光纤(9)剥离出来，并连接到光纤跳线(5)上，光纤跳线(5)与光电分离器(13)相连接，将光纤复合碳纤维导线(1)的电与光信号进行隔离，将光信号传递到监控前端(2)中去；监控管理平台(3)设置在监控前端(2)和监控客户端(4)之间，监控前端(2)用于获取其监控范围内的监控信息，监控管理平台(3)用于接收并保存各监控前端(2)发来的监控信息，并将监控信息传递给监控客户端(4)；
第二步，在光纤复合碳纤维导线(1)运行状态下启动监控前端(2)，并获得该应力状态下的初始微应变频谱，根据光纤复合碳纤维导线(1)在不同温度和应力下的微应变转换计算出光纤复合碳纤维导线(1)的温度和应力；
第三步，根据线路不同位置的实际情况，在监控管理平台(3)的系统中设定温度和应力上限，当温度和应力超过或者接近上限值时，触发报警系统并通知监控客户端(4)问题的原因与位置；
第四步，在监控管理平台(3)的系统中实时记录过程中的光纤复合碳纤维导线(1)的温度和应力，对比相近环境条件和运行工况的微应变频谱，总结规律并对异常情况进行警告；
第五步，监控管理平台(3)采集光纤复合碳纤维导线(1)的运行温度和应力；在每一个时间节点，监控管理平台(3)接收并保存各监控前端(2)发来的基于其监控范围内光纤复合碳纤维导线(1)长度方向上的光频谱曲线，同时输出到监控客户端(4)上；并在监控客户端(4)上查询纳入其监控范围内所有光纤复合碳纤维导线(1)长度方向上任一位置任一时间节点的温度及应力数据，以及该任一位置上的温度及应力数据在任一时间段内的变化趋势。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109737999A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-10 | 东南大学 | 在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法 |
| CN112556752A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统 |
| CN113899983A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-01-07 | 海南电网有限责任公司海口供电局 | 一种绞合碳纤维光纤复合架空导线质量检测方法及系统 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5195158A (en) * | 1991-02-06 | 1993-03-16 | Bottoms Jack Jr | Tight buffered fiber optic groundwire cable |
| CN201392418Y (zh) * | 2009-03-19 | 2010-01-27 | 江苏通鼎光电股份有限公司 | 复合型传感光缆 |
| CN203310540U (zh) * | 2013-01-15 | 2013-11-27 | 中国电力科学研究院 | 一种融合光纤复合相线的温度与应变在线监测装置 |
| CN104183328A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 河南科信电缆有限公司 | 一种碳纤维芯光电复合自测温电缆 |
| CN104596583A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 国家电网公司 | 一种用于监测输电线路运行状态的oppc在线监控系统 |
| CN104614017A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-13 | 国家电网公司 | 一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法 |
| CN104635079A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法 |
| CN104634388A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置 |
| CN105281839A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-27 | 烟台市皓辰光电科技有限公司 | 光缆故障检测系统 |
| CN105825945A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 中复碳芯电缆科技有限公司 | 一种智能复合材料芯导线及其制备方法 |
-
2018
- 2018-09-12 CN CN201811059876.8A patent/CN109084818A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5195158A (en) * | 1991-02-06 | 1993-03-16 | Bottoms Jack Jr | Tight buffered fiber optic groundwire cable |
| CN201392418Y (zh) * | 2009-03-19 | 2010-01-27 | 江苏通鼎光电股份有限公司 | 复合型传感光缆 |
| CN203310540U (zh) * | 2013-01-15 | 2013-11-27 | 中国电力科学研究院 | 一种融合光纤复合相线的温度与应变在线监测装置 |
| CN104183328A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 河南科信电缆有限公司 | 一种碳纤维芯光电复合自测温电缆 |
| CN104596583A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 国家电网公司 | 一种用于监测输电线路运行状态的oppc在线监控系统 |
| CN104614017A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-13 | 国家电网公司 | 一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法 |
| CN104635079A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法 |
| CN104634388A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置 |
| CN105281839A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-27 | 烟台市皓辰光电科技有限公司 | 光缆故障检测系统 |
| CN105825945A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 中复碳芯电缆科技有限公司 | 一种智能复合材料芯导线及其制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109737999A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-10 | 东南大学 | 在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法 |
| CN109737999B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-06-01 | 东南大学 | 在热力耦合环境下获取结构中的复材筋温度和应变的方法 |
| CN112556752A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统 |
| CN112556752B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-07-12 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 在役碳纤维复合芯导线力学性能测试方法、装置及系统 |
| CN113899983A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-01-07 | 海南电网有限责任公司海口供电局 | 一种绞合碳纤维光纤复合架空导线质量检测方法及系统 |
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