CN204359460U - 一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，包括直流融冰装置、布里渊光时域分析仪、架空导线、短接导线、内置有第一光纤和第二光纤的光纤复合架空地线和光纤终端接续盒，直流融冰装置具有正极电源端口、负极电源端口和第一通信接口，布里渊光时域分析仪具有第一光端口、第二光端口和第二通信接口，第二通信接口与第一通信接口相连，架空导线与正极电源端口、短接导线、光纤复合架空地线及负极电源端口形成融冰回路，第一光纤与第一光端口、第二光纤、第二光端口及终端接续盒构成监测回路，直流融冰装置从布里渊光时域分析仪得到光纤复合架空地线的温度与应变数据及时调整融冰电流及时间，保障融冰安全、提高融冰效率。

Description

一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置

技术领域

本实用新型涉及架空输电线路融冰监测技术领域，尤其是涉及一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置。

背景技术

输电线路在冬季覆冰是电力系统的自然灾害之一，覆冰严重时会发生断线、倒塔、停电等事故，对国民生产和人民生活造成重大损失。目前，解决输电线路覆冰有效的方法就是直流融冰，电网公司已在多条容易覆冰线路上安装了直流融冰装置。相对于导线，架空地线在正常工作时不承载电流，并且位于架空输电线路最上方，故在相同气象条件下更容易出现覆冰，因此对架空地线的覆冰实时监测以及融冰过程的温度监测更显重要。

光纤复合架空地线(OPGW)具有传统架空地线和通信双重功能，我国大部分110kV架空输电线路都架设有OPGW。由于OPGW在设计上没有考虑传输电流的影响，机械强度也不如导线大，加上输电线路途经区域的安装条件、气象条件不一致，导致在OPGW在直流融冰时融冰电流、融冰时间等参数难以及时掌握，影响了直流融冰系统性能，过大的融冰电流甚至会破坏线路的安全。为了保障线路安全融冰、充分发挥直流融冰系统的性能，国内外已提出了多种架空地线的融冰过程的监测方法，发明专利“输电线路覆冰及融冰过程在线监测系统”(申请号200910020960.7)、“基于温度在线监控的直流融冰系统”(申请号201210179451.7)等专利提出了利用无线测温技术实现对架空地线融冰过程的在线监测，该方法可实时采集现实融冰导线温度，提高融冰效率。但该方法需要提前在融冰线路上安装无线节点，增加了监测难度，而且无线节点的方法属于点式测量，传感器安装数量有限，线路监测存在测量盲区。实用新型专利“架空输电线路地线融冰监测装置”(申请号201220050398.6)提出了一种可用太阳能或电池供电、带有电流传感器、测温探头的融冰监测装置，对地线融冰的效果提供有益的实时参考数据，但该方法仍然采用无线传感器的方式，同样存在传感器安装工程量大，有测量盲区等缺点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题提供一种OPGW直流融冰温度应变监测装置，能够实现OPGW线路融冰过程中温度、应变参量实时、分布式测量，为确定融冰电流、融冰时间提供科学的数据，从而提高融冰效果。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，包括直流融冰装置、布里渊光时域分析仪、架空导线、短接导线、光纤复合架空地线和光纤终端接续盒，所述的直流融冰装置具有正极电源端口、负极电源端口和第一通信接口，所述的布里渊光时域分析仪具有第一光端口、第二光端口和第二通信接口，所述的第二通信接口与所述的第一通信接口相连，所述的架空导线的一端与所述的正极电源端口相连，所述的架空导线的另一端与所述的短接导线的一端相连，所述的光纤复合架空地线的一端与所述的负极电源端口相连，所述的光纤复合架空地线的另一端与所述的短接导线的另一端相连，所述的光纤复合架空地线内置有第一光纤和第二光纤，所述的第一光纤的一端与所述的第一光端口相连，所述的第二光纤的一端与所述的第二光端口相连，所述的第一光纤的另一端与所述的第二光纤的另一端在所述的终端接续盒中相连。

所述的布里渊光时域分析仪第一光端口发送连续激光信号，所述的布里渊光时域分析仪第二光端口发送脉冲激光信号并接收反馈的布里渊频谱信号，所述的布里渊光时域分析从所述的布里渊频谱信号中解调出光纤温度和应变值。

所述的架空导线为输电线路的A、B、C三相中的任意一相。

所述的第一光纤和所述的第二光纤为多芯单模光纤。

所述的光纤终端接续盒为常规室外型，可保护光纤熔接点，盘绕收纳多余光纤。

直流融冰装置利用直流短路电流在线路电阻中产生热量来加热覆冰线路，从而使覆冰融化，具有融冰时间短、操作简单、易于实施等优点。另外，线路覆冰后导线张力及应变会增加，因此通过监测导线应变可以获得覆冰状况。布里渊光时域分析仪是一种实时测量光纤布里渊频谱分布的新型测量设备，布里渊频谱同时对光纤的温度和应变敏感，因此利用布里渊光时域分析仪可以获得光纤沿线的温度和应变分布信息。布里渊光时域分析仪接收到光纤复合架空地线第一光纤及第二光纤的散射信号后，首先计算出光纤全程的温度和应变信息，然后将温度、应变信息实时传送给直流融冰装置。由于光纤位于光纤复合架空地线内部，因此光纤的温度、应变信息可以真实的反应出光纤复合架空地线的温度、应变(覆冰)信息。直流融冰装置接收到光纤复合架空地线的温度、应变(覆冰)信息后及时调整融冰电流与时间。

本实用新型的有益效果：光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置充分利用OPGW内部已有光纤实现OPGW线路全程任一位置的温度、应变实时监测信息，无测量盲区，并且无需额外布置传感器，施工简单、易于实现；温度分布式信息为OPGW融冰参数调整提供了科学的数据，有效保障融冰过程线路安全；应变分布式信息可以实时反馈OPGW覆冰状态，及时评估线路融冰效果，有力提高融冰效率。

附图说明

图1是一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型的示意图，包括：直流融冰装置1、布里渊光时域分析仪2、架空导线3、短接导线4、光纤复合架空地线5、光纤终端接续盒6。架空导线3为输电线路的A、B、C三相中的任意一相；光纤终端接续盒6为常规室外型，可保护光纤熔接点，盘绕收纳多余光纤；直流融冰装置1具有正极电源端口11、负极电源端口12、第一通信接口13，具有接收线路温度和应变参量数据，控制输出融冰电流大小及时间功能；布里渊光时域分析仪2具有第一光端口21、第二光端口22和第二通信接口23，可实现长达数十公里的分布式温度应变监测；布里渊光时域分析仪2的第二通信接口23与直流融冰装置1的第一通信接口13相连，将测量得到的光纤复合架空地线5的温度和应变数据传输直流融冰装置1。架空导线3的一端与直流融冰装置1的正极电源端口11相连；架空导线3的另一端与短接导线4的一端相连；光纤复合架空地线5的一端与直流融冰装置1的负极电源12相连，光纤复合架空地线5的另一端与短接导线4的另一端相连，形成融冰回路；光纤复合架空地线5内置有第一光纤51和第二光纤52，兼具地线和电力通信功能，第一光纤51和第二光纤52是24芯G.652光纤，第一光纤51的一端与布里渊光时域分析仪2的第一光端口21相连，第二光纤52的一端与布里渊光时域分析仪2的第二光端口22相连，第一光纤51的另一端与第二光纤52的另一端在终端接续盒6中相连。

布里渊光时域分析仪2接收到光纤复合架空地线5中第一光纤51及与第二光纤52的散射信号后，首先计算出光纤全程的温度和应变信息，然后将温度和应变信息实时传送给直流融冰装置1。由于光纤位于光纤复合架空地线5内部，因此光纤的温度和应变信息可以真实的反应出光纤复合架空地线5的温度和应变(覆冰)信息。直流融冰装置1接收到光纤复合架空地线5的温度和应变信息后及时调整融冰电流与时间，保障了线路安全，提高了融冰效率。

Claims (5)

1.一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于包括直流融冰装置、布里渊光时域分析仪、架空导线、短接导线、光纤复合架空地线和光纤终端接续盒，所述的直流融冰装置具有正极电源端口、负极电源端口和第一通信接口，所述的布里渊光时域分析仪具有第一光端口、第二光端口和第二通信接口，所述的第二通信接口与所述的第一通信接口相连，所述的架空导线的一端与所述的正极电源端口相连，所述的架空导线的另一端与所述的短接导线的一端相连，所述的光纤复合架空地线的一端与所述的负极电源端口相连，所述的光纤复合架空地线的另一端与所述的短接导线的另一端相连，所述的光纤复合架空地线内置有第一光纤和第二光纤，所述的第一光纤的一端与所述的第一光端口相连，所述的第二光纤的一端与所述的第二光端口相连，所述的第一光纤的另一端与所述的第二光纤的另一端在所述的终端接续盒中相连。

2.如权利要求1所述一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述的布里渊光时域分析仪第一光端口发送连续激光信号，所述的布里渊光时域分析仪第二光端口发送脉冲激光信号并接收反馈的布里渊频谱信号，所述的布里渊光时域分析从所述的布里渊频谱信号中解调出光纤温度和应变值。

3.如权利要求1所述一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述的架空导线为输电线路的A、B、C三相中的任意一相。

4.如权利要求1所述一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述的第一光纤和所述的第二光纤为多芯单模光纤。

5.如权利要求1所述一种光纤复合架空地线直流融冰温度应变监测装置，其特征在于所述的光纤终端接续盒为常规室外型。