CN116972957A - 一种输电gil管道的振动检测方法和系统 - Google Patents

一种输电gil管道的振动检测方法和系统 Download PDF

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CN116972957A CN202310931150.3A CN202310931150A CN116972957A CN 116972957 A CN116972957 A CN 116972957A CN 202310931150 A CN202310931150 A CN 202310931150A CN 116972957 A CN116972957 A CN 116972957A
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张宝
王喜春
韦晓莹
刘玉鹏
周涛
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    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors

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Abstract

本申请提供一种输电GIL管道的振动检测方法和系统,该方法包括发送激光至光纤后,接收光纤内反射回的光信号,光信号用于表征沿管道的长度方向传感光揽发光强度的变化,将光信号进行光电转换,得到与发光强度对应的电数字信号,解算电数字信号,得到管道沿长度方向的多个位置的振动强度,判断振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,报警指示至少包括该振动强度的数值以及该振动强度对应的位置。该方法通过发光强度的变化解算出输电GIL管道的振动信息,通过振动信息进一步判定是否存在振动异常,这不仅实现了全方位对管道振动情况进行监测,也简化了运维流程,对输电GIL管道的自身结构也不会产生影响。

Description

一种输电GIL管道的振动检测方法和系统
技术领域
本申请涉及输电管道光纤振动监测技术领域,具体涉及一种输电GIL管道的振动检测方法和系统。
背景技术
输电GIL管道是电站电力输送的关键设备,GIL出现故障会极大影响电力输送可靠性并将造成极大经济损失。输电GIL管道运营逐渐智能化,依托智能管控平台进行智能监测,智能监测中输电GIL管道的振动情况则作为监测重点,当管道振动强度过大或者频率过大时,则认为输电GIL管道的运行状态不佳。
现有技术中,在输电GIL管道的壳体上设置大量点式振动传感设备去监测管道不同位置的振动情况,这不仅无法全方位对管道振动情况进行监测,对整个监测系统运维起来也会由于设备过多,造成运维流程十分复杂,大量传感设备对输电GIL管道的自身结构也会产生影响。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,本申请旨在提供一种输电GIL管道的振动检测方法和系统。
第一方面,本发明提出了一种输电GIL管道的振动检测方法,所述输电GIL管道外敷设有传感光缆,所述传感光揽中具有光纤,该方法包括以下步骤:
发送激光至所述光纤后,接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号;
解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
根据本申请实施例提供的技术方案,解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度,至少包括以下步骤:
解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据;
对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调,得到所述管道沿长度方向的多个位置的所述振动强度。
根据本申请实施例提供的技术方案,对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调之后,还得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动频率,所述振动频率用于验证得到的所述振动强度的准确性。
根据本申请实施例提供的技术方案,在得到所述振动强度之后,在判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值之前,还包括以下步骤:
基于各所述振动频率,绘制所述管道的振动频率变化曲线;
基于各所述振动强度,绘制所述管道的振动强度变化曲线;
判断所述振动频率变化曲线和所述振动强度变化曲线在各所述位置的变化趋势相同时,将各所述振动强度与所述第一预设阈值对比。
根据本申请实施例提供的技术方案,在得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度之后,还包括以下步骤:
判断所述振动强度大于或等于第二预设阈值时,发出预警指示,所述预警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置;所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
第二方面,本发明提出了一种输电GIL管道的振动检测系统,用于完成上述所述的输电GIL管道的振动检测方法,所述系统包括:
传感模块,所述传感模块包括敷设在所述输电GIL管道外的传感光缆,发送激光至所述传感光揽的光纤后,所述传感模块配置用于接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
解算模块,所述解算模块配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
控制模块,所述控制模块配置用于判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述解算模块至少包括数据解调单元和数据解算单元,所述数据解调单元与所述传感光缆连接,所述数据解调单元配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,所述数据解算单元配置用于解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述控制模块至少包括判断单元和监测单元,所述判断单元配置用于判断所述振动强度与所述第一预设阈值的大小,所述监测单元配置用于显示所述管道各位置处的所述振动强度,并在所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出所述报警指示。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述数据解调单元具有信号传输通道,所述传感光揽与所述数据解调单元之间设有光缆连接盒,所述光缆连接盒用于连接所述传感光揽与所述信号传输通道。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述输电GIL管道外设有光缆固定件,所述光缆固定件用于固定所述传感光揽。
综上所述,本申请提出一种输电GIL管道的振动检测方法和系统,输电GIL管道外敷设有传感光缆,传感光揽中具有光纤,该方法包括发送激光至光纤后,接收光纤内反射回的光信号,光信号用于表征沿管道的长度方向传感光揽发光强度的变化,将光信号进行光电转换,得到与发光强度对应的电数字信号,解算电数字信号,得到管道沿长度方向的多个位置的振动强度,判断振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,报警指示至少包括该振动强度的数值以及该振动强度对应的位置。
该方法在输电GIL管道外敷设传感光缆,通过传感光缆内的光纤返回的光信号,反应发光强度的变化,而发光强度的变化是由于输电GIL管道的振动产生的,因此可以通过发光强度的变化解算出输电GIL管道的振动信息,通过振动信息进一步判定是否存在振动异常,这不仅实现了全方位对管道振动情况进行监测,也简化了运维流程,对输电GIL管道的自身结构也不会产生影响。
附图说明
图1为本申请实施例提供的输电GIL管道的振动检测方法的步骤流程图;
图2为本申请实施例提供的输电GIL管道的振动检测系统的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
诚如背景技术中提到的,针对现有技术中的问题,本申请提出了一种输电GIL管道的振动检测方法,所述输电GIL管道外敷设有传感光缆,所述传感光揽中具有光纤,请参考图1所示,该方法包括以下步骤:
S1、发送激光至所述光纤后,接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
S2、将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号;
S3、解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
S4、判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
该方法的工作原理:所述输电GIL管道振动则会引起光信号的变化,即发光强度的变化则可表征所述输电GIL管道的振动变化,因此本发明则利用光传感光揽内的光纤反射回来的光信号,进行信号转换,将模拟信号在转化为数字信号,进行数据处理即可得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度。
该方法测量所述管道的长度大于或等于40km,光纤分布于所述管道进行振动检测,可实现一种实时、在线、连续的振动信号测量,为集光、电、信号检测、计算机技术等为一体的检测方式,具有实时监测、多维度数据解调、图形化智能分析、测量距离长、可精确定位、本质安全和不受电磁干扰等优势。
在一优选实施例中,解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度,至少包括以下步骤:
解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据;
对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调,得到所述管道沿长度方向的多个位置的所述振动强度。
在一优选实施例中,对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调之后,还得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动频率,所述振动频率用于验证得到的所述振动强度的准确性。
具体地,基于Φ-OTDR原理实现解算,再利用移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调,得到所述管道沿长度方向的多个位置的所述振动强度、振动频率等振动信息。
具体地,对实时测量的不同位置处的所述振动数据进行快速傅氏变换算法处理后,可分析出管道振动的振动频率,国内交流电输电频率主要为50Hz,系统可监测到GIL管道正常工作时振动频率为50Hz,及当计算得到的所述振动频率大于50Hz时,则表明管道的运行状态不佳,振动强度较大,振动频率可进一步辅助验证得到的所述振动强度是否正确。
在一优选实施例中,在得到所述振动强度之后,在判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值之前,还包括以下步骤:
基于各所述振动频率,绘制所述管道的振动频率变化曲线;
基于各所述振动强度,绘制所述管道的振动强度变化曲线;
判断所述振动频率变化曲线和所述振动强度变化曲线在各所述位置的变化趋势相同时,将各所述振动强度与所述第一预设阈值对比。
具体地,所述变化趋势为当前位置与前一位置的变化趋势,当前位置上,所述振动频率与所述振动强度的变化趋势相同时,则认定当前位置获得的所述振动强度是可信的,此时将该所述振动强度与所述第一预设阈值作对比,作出相关判断,则可提升判断准确性。
在一优选实施例中,在得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度之后,还包括以下步骤:
判断所述振动强度大于或等于第二预设阈值时,发出预警指示,所述预警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置;所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
具体地,所述振动强度等于所述第一预设阈值时,管道振动则会严重影响所述管道的输电运行能力,因此当所述振动强度大于或等于第一预设阈值需要及时报警进行故障定位及维修,以保证管道输电的稳定性,而所述振动强度等于所述第二预设阈值时,管道振动尚不影响当前的所述管道的输电运行能力,但随着持续输电的进行,未来可能会累积振动强度过大,达到所述第一预设阈值,因此,当所述振动强度大于或等于所述第二预设阈值时,发出预警指示,及时进行问题规避,防患于未然。
第二方面,本发明提出了一种输电GIL管道的振动检测系统,用于完成上述所述的输电GIL管道的振动检测方法,请参考图2所示,所述系统包括:
传感模块,所述传感模块包括敷设在所述输电GIL管道外的传感光缆,发送激光至所述传感光揽的光纤后,所述传感模块配置用于接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
解算模块,所述解算模块配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
控制模块,所述控制模块配置用于判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
该系统用于完成上述所述的输电GIL管道的振动检测方法,由于光纤既是传感器又是传输单元,因此该系统使用一条光纤就实现长距离的全程振动检测,安装和运维都很简单安全。
在一优选实施例中,所述解算模块至少包括数据解调单元和数据解算单元,所述数据解调单元与所述传感光缆连接,所述数据解调单元配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,所述数据解算单元配置用于解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据。
在一优选实施例中,所述控制模块至少包括判断单元和监测单元,所述判断单元配置用于判断所述振动强度与所述第一预设阈值的大小,所述监测单元配置用于显示所述管道各位置处的所述振动强度,并在所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出所述报警指示。
在一优选实施例中,所述数据解调单元具有信号传输通道,所述传感光揽与所述数据解调单元之间设有光缆连接盒,所述光缆连接盒用于连接所述传感光揽与所述信号传输通道。
在一优选实施例中,所述输电GIL管道外设有光缆固定件,所述光缆固定件用于固定所述传感光揽。
具体地,所述解算模块可以为振动探测主机,振动探测主机所述控制模块可以为智能监控管理平台,其中振动探测主机可放置在控制室,所述传感光缆和所述振动探测主机通过所述传输光缆相连接,所述传感光揽通过内埋铺设或者外部铺设的方式进入输电GIL管道工作区域,在该工作区域内光缆固定件与所述管道固定,所述光缆固定件可以为光缆固定器,可以在所述管道的长度方向设置若干个所述光缆固定器以保证所述传感光揽完整包覆于所述管道上。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种输电GIL管道的振动检测方法,所述输电GIL管道外敷设有传感光缆,所述传感光揽中具有光纤,其特征在于,包括以下步骤:
发送激光至所述光纤后,接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号;
解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
2.根据权利要求1所述的输电GIL管道的振动检测方法,其特征在于:解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度,至少包括以下步骤:
解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据;
对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调,得到所述管道沿长度方向的多个位置的所述振动强度。
3.根据权利要求2所述的输电GIL管道的振动检测方法,其特征在于:对每秒的振动数据进行移动平均差分算法以及快速傅氏变换算法进行解调之后,还得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动频率,所述振动频率用于验证得到的所述振动强度的准确性。
4.根据权利要求3所述的输电GIL管道的振动检测方法,其特征在于:在得到所述振动强度之后,在判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值之前,还包括以下步骤:
基于各所述振动频率,绘制所述管道的振动频率变化曲线;
基于各所述振动强度,绘制所述管道的振动强度变化曲线;
判断所述振动频率变化曲线和所述振动强度变化曲线在各所述位置的变化趋势相同时,将各所述振动强度与所述第一预设阈值对比。
5.根据权利要求1所述的输电GIL管道的振动检测方法,其特征在于:在得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度之后,还包括以下步骤:
判断所述振动强度大于或等于第二预设阈值时,发出预警指示,所述预警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置;所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
6.一种输电GIL管道的振动检测系统,其特征在于:用于完成如权利要求1-5任意一项所述的输电GIL管道的振动检测方法,所述系统包括:
传感模块,所述传感模块包括敷设在所述输电GIL管道外的传感光缆,发送激光至所述传感光揽的光纤后,所述传感模块配置用于接收所述光纤内反射回的光信号,所述光信号用于表征沿所述管道的长度方向所述传感光揽发光强度的变化;
解算模块,所述解算模块配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,解算所述电数字信号,得到所述管道沿长度方向的多个位置的振动强度;
控制模块,所述控制模块配置用于判断所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出报警指示,所述报警指示至少包括该所述振动强度的数值以及该所述振动强度对应的位置。
7.根据权利要求6所述的输电GIL管道的振动检测系统,其特征在于:所述解算模块至少包括数据解调单元和数据解算单元,所述数据解调单元与所述传感光缆连接,所述数据解调单元配置用于将所述光信号进行光电转换,得到与所述发光强度对应的电数字信号,所述数据解算单元配置用于解算所述电数字信号,得到每秒的管道振动数据。
8.根据权利要求6所述的输电GIL管道的振动检测系统,其特征在于:所述控制模块至少包括判断单元和监测单元,所述判断单元配置用于判断所述振动强度与所述第一预设阈值的大小,所述监测单元配置用于显示所述管道各位置处的所述振动强度,并在所述振动强度大于或等于第一预设阈值时,发出所述报警指示。
9.根据权利要求7所述的输电GIL管道的振动检测系统,其特征在于:所述数据解调单元具有信号传输通道,所述传感光揽与所述数据解调单元之间设有光缆连接盒,所述光缆连接盒用于连接所述传感光揽与所述信号传输通道。
10.根据权利要求6所述的输电GIL管道的振动检测系统,其特征在于:所述输电GIL管道外设有光缆固定件,所述光缆固定件用于固定所述传感光揽。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117190882A (zh) * 2023-11-02 2023-12-08 山东威盟石油机械有限公司 一种连续油管计数装置
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