CN111668936A - 一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力监测技术领域，尤其涉及一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置。一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：S1、将地线复合光缆架设在至少两个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有至少一个监测点；S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器。本发明提供了种安全性高、监测方便的光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置。
Description
技术领域
本发明属于电力监测技术领域，尤其涉及一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置。
背景技术
光纤复合架空地线，是输电线路中，特别是高电压输电线路中的一根特别的线缆，这根线缆起到电力系统通信网络的光纤载体的作用，同时还起到避雷线的作用。
在冬季，我国南方某些地区的输电线路容易覆冰。如果OPGW的覆冰情况过于严重，就可能会发生OPGW线缆拉断和杆塔倾倒等情况，从而造成严重的输电事故。
在覆冰后，为了安全，需要进行除冰，目前主流的进行除冰手段，是对OPGW进行通电流加热融冰，但是加热时会带来OPGW内部光纤的温度随之上升，对光纤的安全带来安全隐患。经过我们测试整个线路中，在通流加热中，是非常不均匀的，有的地方上升10摄氏度，有的地方能够达到50摄氏度。因此，在通流融冰的过程中，进行全线路的光纤的温度监测是有必要的。传统的手段是不监测温度，而是通过人为不停的OTDR测试整个线路的折射率变化，不能直接反应线路的温度情况，不能及时的保障光纤的安全。
现有的融冰型OPGW光缆如下：
提供一种具有以下结构的具有温度传感功能的融冰型OPGW光缆， 该OPGW光缆是由围绕中心件的光单元、升温单元和绞线的一次绞合和绞线的二次绞合组合而成，光单元是在不锈钢管内放入温度传感光纤、光纤单元并填充阻水油膏后无缝焊接构成。
或如：一种融冰线路防雷击OPGW光缆，包括中心卸电导线、由光通信管和第一卸电导线围设形成的内绞线层以及由第二卸电导线围设形成的外绞线层，还包括绝缘加热导线，所述中心卸电导线的表面沿轴向设置有通槽，所述绝缘加热导线适形嵌入所述通槽内。
所述通槽的横截面为优弧形，所述通槽完全包容绝缘加热导线且通槽与绝缘加热导线之间设置有径向间隙。
但是上述的监测系统均较为复杂，且监测数据不够准确直观。近年来，分布式光纤传感技术得到了巨大的发展。该技术能够传感测量几十公里甚至上百公里的光纤线路的温度、应变和振动信息。考虑到OPGW的结构内置了光纤，我们的设计将采用内置的光纤作为传感器来对OPGW进行长距离的融冰过程监测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全性高、监测方便的光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置。为此，本发明采用以下技术方案：
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在至少两个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有至少一个监测点；
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器；
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器；
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
所述步骤S2中，光纤传感器还对各监测点的光缆振动幅度、应力大小、应变中的一种或多种参数进行监测。
所述步骤S1中，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有至少三个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始依次变大或依次变小。
所述步骤S1中，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有七个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始逐渐增大后再逐渐减小，第三个监测点和第四个监测点之间的距离、与第四个监测点和第五个监测点之间的距离相同且为最大间隔距离。
所述步骤S3中，所述指定时间间隔为10秒钟~10分钟。
进一步地，本发明还提供以下技术方案：
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于上述的监测方法，所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器。
所述云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
所述手持终端为手机、平板电脑、智能手表、智能面板、蓝牙耳机中的一种或多种。
所述云端处理器的数据清除模块设定周期为2年~10年。
所述光纤传感器还用于感应光缆的振动幅度、应力大小、应变中的一种或多种变化并将数值发送给云端处理器。
本发明的优点是：通过光纤传感技术的运用，可采用简单的方法及系统即可实现对光纤融冰情况的监测，不仅监测数据及时、详尽、准确，而且可根据实际需要进行个性化定制。同时，通过分布式光纤传感器可不仅对加热过程中的温度进行监测，还能对光缆的振动、应力、应变等多种参数进行监测，监测结果综合多组数据得出结论，更为精准。
具体实施方式
结合具体实施例，对本发明提供的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变方法及监测装置作进一步说明。
实施例一，一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于上述的监测方法，所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
进一步地，云端处理器的数据清除模块设定周期为2年。
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；其中，手持终端为手机。
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器；其中，光纤传感器还用于感应光缆的振动幅度。
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在两个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有三个监测点。
进一步地，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有三个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始依次变大。
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器。
进一步地，光纤传感器还对各监测点的光缆振动幅度。
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器。
进一步地，指定时间间隔为10秒钟。
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储。
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
实施例二，一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于上述的监测方法，所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
进一步地，云端处理器的数据清除模块设定周期为4年。
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；其中，手持终端为智能手表。
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器；其中，光纤传感器还用于感应光缆的应力大小变化并将数值发送给云端处理器。
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在六个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有五个个监测点。
进一步地，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有五个个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始依次变小。
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器。
进一步地，光纤传感器还对各监测点的光缆应力大小参数进行监测。
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器。
进一步地，指定时间间隔为30秒钟。
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储。
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
实施例三，一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于上述的监测方法，所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
进一步地，云端处理器的数据清除模块设定周期为8年。
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；其中，手持终端为手平板电脑和智能面板。
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器；其中，光纤传感器还用于感应光缆的振动幅度和应变变化并将数值发送给云端处理器。
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在流六个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有七个监测点。
进一步地，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有七个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始逐渐增大后再逐渐减小，第三个监测点和第四个监测点之间的距离、与第四个监测点和第五个监测点之间的距离相同且为最大间隔距离。
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器。
进一步地，光纤传感器还对各监测点的光缆振动幅度和应变参数进行监测。
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器。
进一步地，指定时间间隔为5分钟。
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储。
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
实施例四，一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于上述的监测方法，所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
进一步地，云端处理器的数据清除模块设定周期为10年。
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；其中，手持终端为手机、智能面板和蓝牙耳机。
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器；其中，光纤传感器还用于感应光缆的振动幅度、应力大小、应变变化并将数值发送给云端处理器。
一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在十个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有二十个个监测点。
进一步地，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有二十个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始依次变大。
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器。
进一步地，光纤传感器还对各监测点的光缆振动幅度、应力大小、应变参数进行监测。
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器。
进一步地，指定时间间隔为10分钟。
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储。
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
上述实施例中的光纤传感器，由至少一根光纤构成，所述光纤铺设于至少一部分可弯曲的检测对象物，在作为上述检测对象物的上述至少一部分的检测对象范围中沿着上述检测对象物的较长方向配置，具有用来检测上述检测对象范围的状态的1个或多个被检测部，上述光纤传感器通过检测在上述至少一根光纤内导光的光，能够检测上述检测对象物的上述检测对象范围的状态，将根据上述检测对象物的上述检测对象范围能取得的形状或在上述检测对象范围中能检测的状态而设想的、上述检测对象范围的形状的拐点设为设想拐点，则上述至少1根光纤具有上述设想拐点的数量+1个以上的上述被检测部。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将地线复合光缆架设在至少两个相邻的电力杆塔的地线挂点上，于该光缆的长度方向设有至少一个监测点；
S2、对光缆进行通电流加热一段时间后，光纤传感器对各监测点的光缆温度进行监测，将所得数据记为a0，并将所得数据上传至云端处理器；
S3、各个监测点于指定时间间隔将所得数据上传云端处理器，所得数据依次从a1开始按数字增大式记录直至an，并将各次数据上传至云端处理器；
S4、云端处理器将每次所得数据与前次所得数据进行比较，若云端处理器的当次所得数据大于前次所得数据，则判断为光缆温度增加，云端处理器对当次所得数据与前次所得数据进行差值计算，记为b；或
若云端处理器的当次所得数据不大于前次所得数据，则判断为光缆温度不变或减小，此时云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；
S5、若进行步骤S4，则判断b与云端处理器预设定的光缆温度增量数值的大小，若b小于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器不发出工作指令，仅对当次所得数据进行存储；或
若b等于或大于预设定的光缆温度增量数值，则云端处理器发出工作指令，给予手持终端提示警告。
2.根据权利要求1所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，其特征在于所述步骤S2中，光纤传感器还对各监测点的光缆振动幅度、应力大小、应变中的一种或多种参数进行监测。
3.根据权利要求1所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，其特征在于所述步骤S1中，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有至少三个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始依次变大或依次变小。
4.根据权利要求3所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，其特征在于所述步骤S1中，光纤传感器于光缆的长度方向非等距设有七个监测点，各相邻监测点之间的距离自起始监测点开始逐渐增大后再逐渐减小，第三个监测点和第四个监测点之间的距离、与第四个监测点和第五个监测点之间的距离相同且为最大间隔距离。
5.根据权利要求1所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测方法，其特征在于所述步骤S3中，所述指定时间间隔为10秒钟~10分钟。
6.一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，适用于如权利要求1-5中任意一项所述的监测方法，其特征在于所述监测系统包括相互电性连接的：
云端处理器，用于数据的存储及处理，发出工作指令；
手持终端，用于接受云端处理器发出的工作指令，并显示提示警告信息；
光纤传感器，用于感应光缆的温度变化并将数值发送给云端处理器。
7.根据权利要求6所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述云端处理器还包括数据清除模块，该模块用于于设定周期内对云端处理器的存储数据进行删除。
8.根据权利要求6所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述手持终端为手机、平板电脑、智能手表、智能面板、蓝牙耳机中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述云端处理器的数据清除模块设定周期为2年~10年。
10.根据权利要求6所述的一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述光纤传感器还用于感应光缆的振动幅度、应力大小、应变中的一种或多种变化并将数值发送给云端处理器。
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