CN202511922U - 一种Oppc光缆应力和载流量测量计算系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种Oppc光缆应力和载流量测量计算系统，包括应力测量子系统和载流量测量子系统，所述应力测量子系统包括基于布里渊散射的分布式光纤系统、监控计算机、传导光纤及其接头盒和oppc光缆组成；所述载流量测量子系统包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接。该系统可以实时监测电缆的应力和载流量。
Description
一种Oppc光缆应力和载流量测量计算系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力输送领域，尤其是涉及一种既能实时监测导线芯三维应力、又能计算电缆载流量的电缆应力和载流量测量计算系统。
背景技术
[0002] 以往，电力系统普遍使用光纤复合架空地线（OPGW)、全介质自承式光缆（ADSS)作为通信解决方案。随着电力通信网络的逐步延伸，有时0PGW、ADSS光缆不能完全适用，OPPC光缆是一种沿电力线路架设的光缆，它利用电网系统原有的线路杆塔资源架设电力特种光缆，即将传统输电导线中的一根或多根钢丝替换为不锈钢管光单元，使不锈钢管光单元与(铝包）钢线绞合成为中心加强芯，外层绞合铝（合金）线成为导电基体，实现通电和通信的双重功能，不需要另外架设通信线路就可以解决这类电网的自动化、调度、通信、保护等问题。 [0003] OPPC在运行的过程中部会受各种应力的影响，从而引起光纤光缆的应变量的变化。比如架设时铁塔的跨距，线缆弧垂度的影响，营运时受风力、覆冰的影响等等。应变量的大小将影响光纤的正常工作。应变量过大时，光纤的衰减将增大，影响通信的质量，严重时会造成断纤事故。因此，如何能有效监控OPPC的运行安全，特别是其力学性能，变得非常重要。但是目前没有一种非常有效的手段在线监测OPPC的应力应变状况，对可能存在的恶劣天气如冰雪灾害，无法在线监测OPPC的受力状况，影响输电和通信线路的安全运行。
[0004] 电缆是发电厂、变电站的重要组成部分。由于电缆分布广，又易燃烧，近两年来电缆火灾事故频频发生。由于电缆一般布置于地下或是竖井中，特别是在狭窄的电缆夹层和具有辐射危害的区域，潜在的缺陷和老化不易被人们发现，随着时间的推移，电缆过热或短路极易造成火灾。但是，常规电缆火灾消防报警系统通常局限于点的监测和事故后报警，缺乏有效的实时在线监测及预警功能，效果不理想。光纤测温技术可以为电缆火灾预警系统实现从点的检测向线、面、空间监测的发展，并能够实现真正意义上的预警系统。光纤测温系统工作原理
[0005] 光纤光栅是利用光敏特性，通过光波的变化反应温度变化的。如图I所示，光纤光栅测温系统开始工作时，首先由控制信号触发宽带激光光源，发出一个宽带光谱，光信号传送到各个光纤光栅温度传感器上，各个传感器反射回具有自身特性的窄带光谱。各反射的窄带光谱再由传导光纤送回光纤探测部分，再经解调系统进行转换，放大以及A/D转换电路处理后，送到计算机处理数据，进而得出被检测设备的温度情况。
发明内容
[0006] 本实用新型是针对复合材料合成导线存在的安全隐患，提供一种既能实时监测导线芯三维应力、又能计算电缆载流量的电缆应力和载流量测量计算系统。该系统可以有效监控OPPC的运行安全，对可能存在的恶劣天气如冰雪灾害，有效在线监测OPPC的受力状况，保证输电和通信线路的安全运行，还提供基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
[0008] 一种Oppc光缆应力和载流量测量计算系统，包括应力测量子系统和载流量测量子系统，其特征在于，所述应力测量子系统包括基于布里渊散射的分布式光纤系统、监控计算机、传导光纤及其接头盒和oppc光缆组成，所述监控计算机连接所述分布式光纤系统，所述分布式光纤系统连接传导光纤及其接头盒，传导光纤及其接头盒连接OPPC光缆；所述载流量测量子系统包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接；所述温度在线监测仪配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通信接口。
[0009] 本实用新型的有益效果是：用基于布里渊散射的分布式光纤系统定期对线路进行检测可以发现应力应变过大或异常的点和区域，有效地防范事故的发生，从而对可能存在 的恶劣天气如冰雪灾害对光纤复合相线造成的损害进行预警，保证输电和通信线路的安全运行
[0010] 此外,本系统在传统温度传感器的基础上,利用光纤光栅传感器来监测电力电缆接头的温度，克服了目前电缆接头温度监测难的问题。运用温度预测技术及早对可能出现温度过高的电缆异常接头给出报警提示，从而实现对故障的预警功能，也便于维护人员提前采取措施。系统多点温度实时在线监测，用光纤光栅感知温度信息，本质安全，绝缘性能强；温度信息通过光信号传输，不受电磁干扰，防潮湿；接触式测温，精确度高，响应快，定位准确；光纤传输温度信号，传输距离长，损耗极小；系统运行稳定、可靠，容易扩展。另外，监测系统记录保存的电缆接头运行温度的历史信息，对电缆工作状态分析和生命周期分析也具有重要的参考价值。
附图说明
[0011] 图I是本实用新型的应力测量子系统的结构示意图。
[0012] 图2是本实用新型的载流量测量子系统的结构示意图。
[0013] 其中I-传导光纤及其接头盒，2-0PPC光缆，3-电缆接头，4_光纤温度传感器阵列，5-传输光纤，6-温度在线监测仪，7-上位机，8-集中监测中心服务器，9-载流量数据处理模块，10-温度预警模块。
具体实施方式
[0014] 以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0015] 本实用新型的应力测量子系统由监控计算机、B0TDR(基于布里渊散射的分布式光纤系统）、传导光纤及其接头盒I和OPPC光缆2组成，各组成部分依次连接。
[0016] 本实用新型的的应力测量子系统的工作原理是：BOTDR发射一定频率的脉冲光，该脉冲光自光纤的一端入射，入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入BOTDR的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布，发生散射的位置脉冲光的入射端，即至BOTDR的距离可以通过计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图，如果光纤受到轴向拉伸，拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变，通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。
[0017] 当OPPC光缆2受到施加张力时，其缆体应变量、缆内光纤应变量、缆内光纤衰减变化量称为应力应变特性。光纤布里渊散射传感技术利用了光纤中布里渊散射光的频移变化量与光纤所受的轴向应变之间对应的线性关系，只要探测光纤中布里渊散射光的频移，就可以得应变在此区段上的数据，并用这种曲线来反映光纤应力应变特性，在监控计算机上显示出来。
[0018] 由于电缆隧道中的电缆接头分布范围大，长距离传输时，数量多，因此，利用光纤光栅的波分复用技术，实现多点的分布实时测量。为达到温度的实时监测目的，要将一系列传感器预先埋入接头内部，以对接头温度进行监测。如图2所示，本实用新型的载流量测量子系统，它包括若干个埋入电缆接头3内部的光纤温度传感器阵列4，每个光纤温度传感器 陈列4为分布式光纤测温传感器。光纤温度传感器阵列4通过传输光纤5 (光缆）与温度在线监测仪6相连，温度在线监测仪6为光纤温度传感器阵列4提供输入光源并对光纤光栅传感器输出的光信号进行解析，温度在线监测仪6与具有显示屏的上位机7连接，上位机7通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器8，集中监测中心服务器8与载流量数据处理模块9和温度预警模块10相连接。
[0019] 所述温度在线监测仪6内嵌功能强大的嵌入式计算机，配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通信接口，可以通过上位机液晶屏直观显示所有被测量的数值以方便操作人员读取，也可通过标准通信接口将温度测量值传送给集中监测中心服务器8。光纤光栅传感器实时采集多个接头的温度数据，温度数据通过通信接口最后传至集中监测中心服务器8，经过后台处理后实时显示、打印、记录各接头温度值。通过分析实时数据可判断系统当前运行状态。并将收集好的数据通过载流量数据处理模块9和温度预警模块10分别进行计算，对整个电缆的温度进行监测与预警工作。
[0020] 温度预警模块10利用监测的历史数据，预测未来电缆接头温度的变化，可以及早发现故障隐患，发出报警，让工作人员及时采取相应措施，从而有效避免不安全因素的进一步扩大，达到故障预警的目的。而选用适当的预测方法能够正确反应温度趋势的变化。
[0021] 载流量数据处理模块9通过分析集中监测中心服务器8传输来的数据来进行载流量预测计算。
Claims (1)
1. 一种Oppc光缆应力和载流量测量计算系统，包括应力测量子系统和载流量测量子系统，其特征在于，所述应力测量子系统包括基于布里渊散射的分布式光纤系统、监控计算机、传导光纤及其接头盒和oppc光缆组成，所述监控计算机连接所述分布式光纤系统，所述分布式光纤系统连接传导光纤及其接头盒，传导光纤及其接头盒连接OPPC光缆；所述载流量测量子系统包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接；所述温度在线监测仪配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通信接口。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN105865497A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-17 | 无锡亚天光电科技有限公司 | 一种基于通讯光纤作为分布式传感器的方法 |
| CN109870627A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 华北电力大学（保定） | 基于分布式光纤温度应变和振动监测数据的海底电缆故障报警和诊断方法 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN104635079B (zh) * | 2015-01-22 | 2018-02-27 | 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 |
| CN105865497A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-17 | 无锡亚天光电科技有限公司 | 一种基于通讯光纤作为分布式传感器的方法 |
| CN109870627A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 华北电力大学（保定） | 基于分布式光纤温度应变和振动监测数据的海底电缆故障报警和诊断方法 |
| CN109870627B (zh) * | 2017-12-05 | 2021-06-18 | 华北电力大学（保定） | 基于分布式光纤温度应变和振动监测数据的海底电缆故障报警和诊断方法 |
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