CN205067655U - 输电线断点位置检测装置 - Google Patents

Abstract

一种输电线断点位置检测装置，其特征在于：包括输电线，单模光纤，光纤耦合器，脉冲激光器，以及光电探测器，其中光纤耦合器的一侧包括一个输入端口和一个输出端口，而另外一侧仅包括一个输出端口，其中的一个输出端口连接单模光纤；单模光纤与输电线包裹在一起一同进行铺设，其中单模光纤的总长度与输电线的总长度基本一致，每个光纤耦合器设置在的地理位置进行标注，保证日后能够及时准确的确定每个光纤耦合器所在的位置。

Description

输电线断点位置检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种输电线断点位置检测装置，属于电力的输配电领域。

背景技术

随着城市道路以及建筑物的增加，城市内部的输电线多采用地下电缆线路。地下电缆线路多用于中低压输电，长度相对较短。还有一部分电缆处于海底或湖底。同样由于城市建设以及水下作业的需要，地下电缆经常发生被挖断或损坏的情况，而此时电缆一般处于地下或水下，断点的寻找往往需要耗费大量的人力物力，并且检测的时间还相当长，往往需要好几天的时间，其中最主要的困难就是难以确定断点的位置。还有一些输电线路虽然不在地下或者水下，但是位于荒无人烟的农村或荒野，还有些分布在山区，这些地区的输电线即使不在地下或水下，断点或故障点的查找也是非常困难的。现有技术中存在一些输电线查找方法及装置，例如CN103217612A，公开了一种铠装电力电缆故障在线监测及实时测距的方法，该方法存在明显的局限性，也即只能应用于铠装电缆。CN102386678A公开了一种配电网故障定位监测系统，但是该系统也存在明显的局限性，也即其需要借助大地或水形成电信号环路，然而在实际情况中，往往不能形成回路，也就不能实现断点的测量。并且这些技术都存在一个共同的缺陷，也即断点计算过程复杂，噪声影响比较大，很多时候造成计算结果不准确。

实用新型内容

根据本实用新型的一实施例，提供了一种输电线断点位置检测装置，其特征在于：包括输电线，单模光纤，光纤耦合器，脉冲激光器，以及光电探测器，其中光纤耦合器的一侧包括一个输入端口和一个输出端口，而另外一侧仅包括一个输出端口，其中的一个输出端口连接单模光纤；单模光纤与输电线包裹在一起一同进行铺设，其中单模光纤的总长度与输电线的总长度基本一致，并在设置光纤耦合器的每个地理位置进行标注，保证日后能够及时准确的确定每个光纤耦合器所在的位置；同时，每个光纤耦合器设置的位置应当便于日后对光纤耦合器进行操作，光纤断裂之后即在光纤与包围断点的空气之间形成一个反射界面，该反射界面可将光纤传输过来的光束反射回去，当发现输电线发生故障之后，找到光纤耦合器，然后将脉冲激光器的输出端连接光纤耦合器的输入端，同时将光电探测器连接光纤耦合的另外一个输出端，然后使用脉冲激光器射出脉冲激光，脉冲激光由脉冲激光器出射后经由光纤耦合器进入单模光纤进行传输，直至到达单模光纤断点，在断点处脉冲激光被反射界面向后反射回去，直至再次到达光纤耦合器并经由另外一个输出端进入光电探测器，从射出脉冲激光到接收到反射回来的脉冲激光进行精确计时，根据脉冲激光的行走时间确定脉冲激光的传输距离，由此确定断点距离光纤耦合器的距离，其中断点距离光纤耦合器的距离其中t表示测定的脉冲激光行走时间，c表示脉冲激光在单模光线中传输的速度。

根据本实用新型的一实施例，每根单模光纤的两端均连接有光纤耦合器。

根据本实用新型的一实施例，所述脉冲激光的脉冲宽度小于5ns。

根据本实用新型的一实施例，将单模光纤与输电线包裹在一起的材料为塑料管。

根据本实用新型的一实施例，所述单模光纤包括相互接续的多根。

根据本实用新型的一实施例，所述光纤耦合器设置在具有井盖的地下井内。

附图说明

附图1是本实用新型输电线断点位置检测装置的结构示意图。

在上述的附图中，1表示输电线，2表示单模光纤，3表示光纤耦合器。

具体实施方式

下面结合附图的基础上来说明本实用新型的输电线断点位置检测装置。该装置包括输电线1，单模光纤2，以及光纤耦合器3，其中光纤耦合器的一侧包括一个输入端口和一个输出端口，而另外一侧仅包括一个输出端口，其中的一个输出端口连接有单模光纤2。根据本实用新型的输电线断点位置检测装置，在最初进行输电线的地下或水下铺设时即需要将单模光纤2与输电线包裹在一起一同将输电线和单模光纤2完成铺设，其中单模光纤的总长度与输电线的总长度基本上是一致的，对于较长距离的输电线铺设距离，例如几百到上千米，可以使用多段光纤段进行接续，只要能够保证能够覆盖所有的输电线即可。其中包裹输电线和单模光纤的材料可为具有合适柔性的塑料管等，将输电线和光纤一起置于塑料管内，然后将包括输电线和光纤的塑料管一起进行地下或水下的铺设。同时，光纤耦合器3设置在每根单模光纤的两端，同时，对设置光纤耦合器的每个地理位置进行标注，也即保证日后能够及时准确的确定每个光纤耦合器所在的位置。同时，每个光纤耦合器设置的位置应当便于日后对光纤耦合器进行操作，例如设置光纤耦合器的位置为一个具有井盖的地下井或者地下窖，如果输电线是铺设在长距离的水下，则光纤耦合器可设置在输电线中继位置处。因为日后一旦输电线发生断点情况后，需要通过对光纤耦合器的操作实现断点的检测，所以应当保证检修人员能够迅速确定光纤耦合器的位置并且便于接触到光纤耦合器。

下面来说明本实用新型的工作原理：光纤具有长距离传输光波的作用，特别是对于单模光纤来说，其传输距离甚至可达到上百甚至几千米。本实用新型将光纤与输电线一起铺设，假定因为意外，例如施工或者地质灾害导致输电线发生断裂，那么与输电线一起进行铺设的光纤必定也会在此处发生断裂。光纤断裂之后即在光纤与包围断点的空气之间形成一个反射界面，该反射界面可将光纤传输过来的光束反射回去。所以当发现输电线发生故障之后，即根据铺设输电线时预设的光纤耦合器位置，迅速找到光纤耦合器，然后将脉冲激光器的输出端连接光纤耦合器的输入端，同时将光电探测器连接光纤耦合器的另外一个输出端，然后使用脉冲激光器射出脉冲激光，脉冲激光的脉宽小于5ns，脉冲激光由脉冲激光器出射后经由光纤耦合器进入单模光纤进行传输，直至到达单模光纤断点，也即输电线的断点，在断点处由于光纤断裂导致产生了反射界面，脉冲激光被反射界面向后反射回去，直至再次到达光纤耦合器并经由另外一个输出端进入光电探测器，从射出脉冲激光到接收到反射回来的脉冲激光进行精确计时，从而可根据脉冲激光的行走时间确定脉冲激光的传输距离，由此确定断点距离光纤耦合器的距离，从而可精确确定输电线断点位置，其中的断点距离光纤耦合器的距离其中t表示测定的脉冲激光行走时间，也即包括来回的时间，c表示脉冲激光在单模光线中传输的速度。为了实现精确的计量时间，可以使用时序控制器，例如DG535等对激光器的脉冲激光出射时间和光电探测器的接收时间进行精确计时。

为了保证测量结果的准确性，可以从单模光纤两端的光纤耦合器分别进行测距，进行二次校验。对于光纤耦合器的设置位置，在前面已经阐述过了，不仅要详细记录其设置的地理位置，同时还要便于日后进行测距操作，如果是针对铺设在城市街道的地下，可以将光纤耦合器设置在下水道井盖的下水井处，或者电力或通讯设施的维修井处。

Claims (6)

1.一种输电线断点位置检测装置，其特征在于：包括输电线，单模光纤，光纤耦合器，脉冲激光器，以及光电探测器，其中光纤耦合器的一侧包括一个输入端口和一个输出端口，而另外一侧仅包括一个输出端口，其中的一个输出端口连接单模光纤；单模光纤与输电线包裹在一起一同进行铺设，其中单模光纤的总长度与输电线的总长度基本一致，在设置光纤耦合器的每个地理位置进行标注，保证日后能够及时准确的确定每个光纤耦合器所在的位置；同时，每个光纤耦合器设置的位置应当便于日后对光纤耦合器进行操作，光纤断裂之后即在光纤与包围断点的空气之间形成一个反射界面，该反射界面可将光纤传输过来的光束反射回去，当发现输电线发生故障之后，找到光纤耦合器，然后将脉冲激光器的输出端连接光纤耦合器的输入端，同时将光电探测器连接光纤耦合的另外一个输出端，然后使用脉冲激光器射出脉冲激光，脉冲激光由脉冲激光器出射后经由光纤耦合器进入单模光纤进行传输，直至到达单模光纤断点，在断点处脉冲激光被反射界面向后反射回去，直至再次到达光纤耦合器并经由另外一个输出端进入光电探测器，从射出脉冲激光到接收到反射回来的脉冲激光进行精确计时，根据脉冲激光的行走时间确定脉冲激光的传输距离，由此确定断点距离光纤耦合器的距离，其中断点距离光纤耦合器的距离其中t表示测定的脉冲激光行走时间，c表示脉冲激光在单模光线中传输的速度。

2.根据权利要求1所述的输电线断点位置检测装置，其特征在于：每根单模光纤的两端均连接有光纤耦合器。

3.根据权利要求1所述的输电线断点位置检测装置，其特征在于：所述脉冲激光的脉冲宽度小于5ns。

4.根据权利要求1所述的输电线断点位置检测装置，其特征在于：将单模光纤与输电线包裹在一起的材料为塑料管。

5.根据权利要求1所述的输电线断点位置检测装置，其特征在于：所述单模光纤包括相互接续的多根。

6.根据权利要求1所述的输电线断点位置检测装置，其特征在于：所述光纤耦合器设置在具有井盖的地下井内。