CN110608813A - 一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统 - Google Patents

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邹建中
戴晓东
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Abstract

本发明提供了一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，所述温度检测系统包括宽带光源、第一滤波器、驱动单元、温度传感器、光/电转换单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述温度检测系统采用光纤技术对所述配电线缆接头温度进行采集和传输，进而进行分析判断所述配电线缆接头温度是否异常，提高所述配电线缆供电可靠性。本发明提供一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，能够准确的对配电线缆接头温度进行检测，抗干扰性强。

Description

一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统。
背景技术
随着科学技术的不断发展，现代电力工业也在不断发展，人们对电力系统的安全运行要求越来越高。配电线缆是配电系统中重要的电能传输载体，配电线路故障会导致停电停产甚至火灾等事故，进而会造成一定的经济损失和不良影响。因此，需要对配电线缆进行准确的检测，而温度是诊断配电线缆行状态的重要参考量。
本发明提出一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，采用光纤光栅温度传感器采集所述配电线缆接头温度信号，并采用光纤传输进行信号传输，解决配电线缆工作环境对检测结果的干扰，保证检测系统和配电线缆的工作可靠性。
发明内容
本发明提供一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，能够准确的对配电线缆接头温度进行检测，抗干扰性强。
本发明具体为一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，所述温度检测系统包括宽带光源、第一滤波器、驱动单元、温度传感器、光/电转换单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述宽带光源与所述第一滤波器、所述温度传感器、所述光/电转换单元顺序光纤连接，所述信号调理单元与所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序电连接，所述驱动单元分别于所述第一滤波器、所述控制处理单元电连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元电连接；所述温度检测系统采用光纤技术对所述配电线缆接头温度进行采集和传输，进而进行分析判断所述配电线缆接头温度是否异常，提高所述配电线缆供电可靠性。
所述宽带光源采用SLD半导体光源，输出中心波长为1550nm，工作波长范围为1510nm～1590nm，输出光功率为16.8dBm。
所述第一滤波器采用可调谐滤波器，将所述宽带光源发出的光进行滤波后输出窄带光，与所述宽带光源组成窄带光源。
所述驱动单元接收到一个所述控制处理单元发出的时钟脉冲f就累加一次频率控制字，输出相位量也随之增加，在参考时钟信号fc的作用下所述相位累加器对频率控制字持续累加，溢出输出锯齿波的波形抽样值，再进行相位-振幅转换，将振幅数据输入数模转换器进行数模转换，输出锯齿波驱动电压信号；
所述锯齿波驱动电压信号周期性改变所述第一滤波器的腔长，通过所述第一滤波器的透射光在一定波长范围内进行周期性扫描，当扫描到与所述温度传感器的中心波长相同时，所述温度传感器会发出一个反射光波。
所述温度传感器采用光纤光栅温度传感器，抗干扰能力强。
所述光/电转换单元采用PIN光电二极管将光信号转换为电信号输出。
所述信号调理单元包括信号放大模块、第二滤波器，所述信号放大模块采用运算放大器将输入的信号进行反向放大后输出符合所述A/D转换单元输入要求的电压信号；所述第二滤波器采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述按键输入单元结合所述显示单元、所述存储单元进行参数设置和信息查询，所述参数包括所述配电线缆接头温度信号波长最大值和最小值、温升报警值、所述参考时钟信号。
所述报警单元采用声光报警器进行异常报警，当所述配电线缆接头温度异常时及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用无线通信技术将所述温度检测系统检测的信息上传至监控中心。
所述控制处理单元采用单片机，将采集的信息进行分析，判断所述配电线缆接头温度是否异常、所述温度监测系统工作是否正常：
将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最大值进行比较，若大于所述波长最大值，所述配电线缆接头温度异常，控制所述报警单元和所述显示单元发出温度异常报警；将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最小值进行比较，若小于所述波长最小值，所述温度传感器或所述光纤出现故障，控制所述报警单元和所述显示单元发出检测系统异常报警；计算所述温度信号温升值，将所述温升值与所述温升报警值进行比较，若大于所述温升报警值，控制所述报警单元和所述显示单元发出温升异常报警。
与现有技术相比，有益效果是：所述温度检测系统采用光纤光栅温度传感器采集所述配电线缆接头温度信号，并采用光纤传输进行信号传输，提高了检测系统的抗干扰性，并通过无线通信技术上传至监控中心，提高了检测系统的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的温度检测系统包括宽带光源、第一滤波器、驱动单元、温度传感器、光/电转换单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述宽带光源与所述第一滤波器、所述温度传感器、所述光/电转换单元顺序光纤连接，所述信号调理单元与所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序电连接，所述驱动单元分别于所述第一滤波器、所述控制处理单元电连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元电连接；所述温度检测系统采用光纤技术对所述配电线缆接头温度进行采集和传输，进而进行分析判断所述配电线缆接头温度是否异常，提高所述配电线缆供电可靠性。
所述宽带光源采用SLD半导体光源，输出中心波长为1550nm，工作波长范围为1510nm～1590nm，输出光功率为16.8dBm。
所述第一滤波器采用可调谐滤波器，将所述宽带光源发出的光进行滤波后输出窄带光，与所述宽带光源组成窄带光源。
所述驱动单元接收到一个所述控制处理单元发出的时钟脉冲f就累加一次频率控制字，输出相位量也随之增加，在参考时钟信号fc的作用下所述相位累加器对频率控制字持续累加，溢出输出锯齿波的波形抽样值，再进行相位-振幅转换，将振幅数据输入数模转换器进行数模转换，输出锯齿波驱动电压信号；
所述锯齿波驱动电压信号周期性改变所述第一滤波器的腔长，通过所述第一滤波器的透射光在一定波长范围内进行周期性扫描，当扫描到与所述温度传感器的中心波长相同时，所述温度传感器会发出一个反射光波。
所述温度传感器采用光纤光栅温度传感器，抗干扰能力强；所述光/电转换单元采用PIN光电二极管将光信号转换为电信号输出。
所述信号调理单元包括信号放大模块、第二滤波器，所述信号放大模块采用运算放大器将输入的信号进行反向放大后输出符合所述A/D转换单元输入要求的电压信号；所述第二滤波器采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述按键输入单元结合所述显示单元、所述存储单元进行参数设置和信息查询，所述参数包括所述配电线缆接头温度信号波长最大值和最小值、温升报警值、所述参考时钟信号。
所述报警单元采用声光报警器进行异常报警，当所述配电线缆接头温度异常时及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用无线通信技术将所述温度检测系统检测的信息上传至监控中心。
所述控制处理单元采用单片机，将采集的信息进行分析，判断所述配电线缆接头温度是否异常、所述温度监测系统工作是否正常：
将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最大值进行比较，若大于所述波长最大值，所述配电线缆接头温度异常，控制所述报警单元和所述显示单元发出温度异常报警；将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最小值进行比较，若小于所述波长最小值，所述温度传感器或所述光纤出现故障，控制所述报警单元和所述显示单元发出检测系统异常报警；计算所述温度信号温升值，将所述温升值与所述温升报警值进行比较，若大于所述温升报警值，控制所述报警单元和所述显示单元发出温升异常报警。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述温度检测系统包括宽带光源、第一滤波器、驱动单元、温度传感器、光/电转换单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述宽带光源与所述第一滤波器、所述温度传感器、所述光/电转换单元顺序光纤连接，所述信号调理单元与所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序电连接，所述驱动单元分别于所述第一滤波器、所述控制处理单元电连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元电连接；所述温度检测系统采用光纤技术对所述配电线缆接头温度进行采集和传输，进而进行分析判断所述配电线缆接头温度是否异常，提高所述配电线缆供电可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述宽带光源采用SLD半导体光源，输出中心波长为1550nm，工作波长范围为1510nm～1590nm，输出光功率为16.8dBm。
3.根据权利要求2所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述第一滤波器采用可调谐滤波器，将所述宽带光源发出的光进行滤波后输出窄带光，与所述宽带光源组成窄带光源。
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述驱动单元接收到一个所述控制处理单元发出的时钟脉冲f就累加一次频率控制字，输出相位量也随之增加，在参考时钟信号fc的作用下所述相位累加器对频率控制字持续累加，溢出输出锯齿波的波形抽样值，再进行相位-振幅转换，将振幅数据输入数模转换器进行数模转换，输出锯齿波驱动电压信号；
所述锯齿波驱动电压信号周期性改变所述第一滤波器的腔长，通过所述第一滤波器的透射光在一定波长范围内进行周期性扫描，当扫描到与所述温度传感器的中心波长相同时，所述温度传感器会发出一个反射光波。
5.根据权利要求4所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述温度传感器采用光纤光栅温度传感器，抗干扰能力强；所述光/电转换单元采用PIN光电二极管将光信号转换为电信号输出。
6.根据权利要求5所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括信号放大模块、第二滤波器，所述信号放大模块采用运算放大器将输入的信号进行反向放大后输出符合所述A/D转换单元输入要求的电压信号；所述第二滤波器采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述显示单元、所述存储单元进行参数设置和信息查询，所述参数包括所述配电线缆接头温度信号波长最大值和最小值、温升报警值、所述参考时钟信号。
8.根据权利要求7所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器进行异常报警，当所述配电线缆接头温度异常时及时发出声光报警信号；所述通信单元采用无线通信技术将所述温度检测系统检测的信息上传至监控中心。
9.根据权利要求8所述的一种基于光纤传输的配电线缆接头温度检测系统，其特征在于，所述控制处理单元采用单片机，将采集的信息进行分析，判断所述配电线缆接头温度是否异常、所述温度监测系统工作是否正常：
将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最大值进行比较，若大于所述波长最大值，所述配电线缆接头温度异常，控制所述报警单元和所述显示单元发出温度异常报警；将所述温度传感器发出的反射光波波长与所述温度信号波长最小值进行比较，若小于所述波长最小值，所述温度传感器或所述光纤出现故障，控制所述报警单元和所述显示单元发出检测系统异常报警；计算所述温度信号温升值，将所述温升值与所述温升报警值进行比较，若大于所述温升报警值，控制所述报警单元和所述显示单元发出温升异常报警。
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