CN209525023U - 适用于铁路贯通线的光纤探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种适用于铁路贯通线的光纤探测系统，通过将感温光纤复合于电缆或架空线内部，使得感温光纤能够更加靠近导体，准确监测导体温度而不受外部环境因素的影响；利用光纤传感技术，结合现有铁路SCADA系统，组建铁路电力贯通线光纤测温保护系统，实时监测全区间电缆或架空线导体的运行温度进而判断电缆或架空线的运行状态，通过实时监测贯通线任意点的温度变化，当电缆损伤、架空线单相非金属接地发热时能够提前预警，防止进一步的故障发生。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及铁路电力工程技术领域，尤其涉及适用于铁路贯通线的光纤探测系统。
背景技术
现阶段铁路电力贯通线仅依靠铁路配电所贯通馈出回路断路器设置的微机保护系统来保护，区间电缆或架空线本身未设置任何故障监测措施，配电所断路器的微机保护仅能在贯通线路在过负荷和短路故障时切断回路电流来防止故障扩大，但不能对电缆损伤或架空线短时接地发热故障提前预警，也无法做到故障发生后故障点的准确定位，给铁路运营维护和短时故障排除造成很大困难。
对于沿铁路两侧长距离敷设的电力贯通线，现有技术中并没有有效的技术手段来对贯通线电缆或架空线进行实时监测时，无法在发生故障前进行预警和在故障后能够准确定位故障点位置。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种适用于铁路贯通线的光纤探测系统，用以解决现有技术中对贯通线电缆或架空线进行实时监测时，无法在发生故障前进行预警和在故障后能够准确定位故障点位置的问题，为短时故障排除创造有利条件。
本实用新型实施例提供一种适用于铁路贯通线的光纤探测系统，包括设于铁路贯通线的感温光纤主机和感温单元；所述感温光纤主机设于配电所处，所述感温光纤主机还布置于相邻配电所之间的通信基站、直放站或信号中继站处，所述感温光纤主机连接铁路通信系统的远程终端单元RTU；所述感温单元包括一根或多根感温光纤，所述感温光纤设于相邻配电所之间的电缆或架空线内部，所述感温单元连接所述感温光纤主机。
作为优选的，所述感温光纤在所述电缆或架空线内部均匀分布。
作为优选的，所述感温光纤位于所述电缆的铜丝屏蔽层中，所述铜丝屏蔽层中的铜丝和感温光纤均匀分布于电缆的绝缘屏蔽层外。
作为优选的，所述感温光纤在所述铜丝屏蔽层中均匀分布。
作为优选的，所述铜丝屏蔽层外还设有铠装层。
作为优选的，所述感温光纤主机包括多个探测通道，每个所述探测通道连接一个感温单元。
作为优选的，每相邻的两个感温光纤主机间的距离不大于感温光纤主机的最长探测距离。
本实用新型实施例提供的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，通过将感温光纤复合于电缆或架空线内部，使得感温光纤能够更加靠近导体，准确监测导体温度而不受外部环境因素的影响；利用光纤传感技术，结合现有铁路SCADA系统，组建铁路电力贯通线光纤测温保护系统，实时监测全区间电缆或架空线导体的运行温度进而判断电缆或架空线的运行状态，通过实时监测贯通线任意点的温度变化，当电缆损伤、架空线单相非金属接地发热时能够提前预警，防止进一步的故障发生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的适用于铁路贯通线的光纤探测系统结构示意图；
图2为现有技术中的电缆结构示意图；
图3为本实用新型感温光纤复合进电缆后的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
由于对于沿铁路两侧长距离敷设的电力贯通线，现有技术中并没有有效的技术手段来对贯通线电缆或架空线进行实时监测时，无法在发生故障前进行预警和在故障后能够准确定位故障点位置。因此本发明各实施例通过将感温光纤复合于电缆或架空线内部，使得感温光纤能够更加靠近导体，准确监测导体温度而不受外部环境因素的影响；利用光纤传感技术，结合现有铁路SCADA系统，组建铁路电力贯通线光纤测温保护系统，实时监测全区间电缆或架空线导体的运行温度进而判断电缆或架空线的运行状态，通过实时监测贯通线任意点的温度变化，当电缆损伤、架空线单相非金属接地发热时能够提前预警，防止进一步的故障发生。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。
图1示出了适用于铁路贯通线的光纤探测系统，包括设于铁路贯通线的感温光纤主机20和感温单元60；上述感温光纤主机20设于配电所30处，上述感温光纤主机20还布置于相邻配电所之间的通信基站/直放站/信号中继站处，上述感温光纤主机20连接铁路通信系统的远程终端单元RTU；上述感温单元60包括一根或多根感温光纤，上述感温光纤设于相邻配电所之间的电缆50内部，上述感温单元60连接上述感温光纤主机20，在本实施例中，感温光纤还可设于相邻配电所之间的架空线内部。
在本实施例中，由于电缆发生损伤或短路故障时，电缆损伤点和故障点均会因为短路电流而产生发热现象，架空线在发生单相非金属接地或短路故障时也会因为短路电流而产生发热现象，所以本实施例采用感温光纤对铁路沿线贯通线进行实时温度监测，当某一点发生故障时，根据该点温度的相对变化来提前预警和故障定位。
具体的，在本实施例中，每相邻的两个感温光纤主机20间的距离不大于感温光纤主机20的最长探测距离。本实施例中，铁路配电所30间距一般为40～70km，感温光纤主机最长探测距离为15～20km，所以根据探测精度要求，在两端配电所30设置感温光纤主机20，当探测距离不够时，在相邻配电所30中间的通信基站/直放站/信号中继站40增设感温光纤主机20，如图2中所示。
在上述实施例的基础上，作为另一种优选的实施方式，上述感温光纤主机1包括多个探测通道，每个上述探测通道连接一个感温单元60。每台感温光纤主机20的探测通道回路根据需监测的电缆50根数来选择，对于一根三芯贯通线电缆可以选择一个探测通道；对于三根单芯电缆或三根架空导线可根据需求和投资选择一相监测或三相同时监测；对于采用小电流接地系统的铁路配电所同一段母线的不同贯通馈出线进行温度监测，能够很好的解决了铁路贯通线小电流接地选线的问题。
具体的，在本实施例中，感温光纤主机1通过通信接口将监测信息上传至附近的配电所综合自动化系统或区间负荷供电箱变/变电所的远程终端单元(Remote TerminalUnit，RTU)，然后利用既有铁路通信通道上传至电力调度端，调度人员通过全线路温度相对对比变化能够准确判断线路是否发生故障以及发生故障的位置。此种温度保护方案无需新设通信传输通道，仅需增加相应的接口转换设备。利用光纤传感技术，结合现有铁路数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)，组建铁路电力贯通线光纤测温保护系统，实时监测全区间电缆或架空线导体的运行温度进而判断电缆或架空线的运行状态。通过实时监测贯通线任意点的温度变化，当电缆损伤、架空线单相非金属接地发热时能够提前预警，防止进一步的故障发生。
在上述实施例的基础上，作为另一种优选的实施方式，上述感温光纤在上述电缆50或架空线内部结构中均匀分布。
在上述实施例的基础上，作为另一种优选的实施方式，如图3中所示，上述感温光1位于电缆50的铜丝屏蔽层9中，上述铜丝屏蔽层9中的铜丝6和感温光纤1均匀分布于电缆50的绝缘屏蔽层5外。上述感温光纤1在上述铜丝屏蔽层9中均匀分布。上述铜丝屏蔽层9外还设有铠装层7，在本实施例中铠装层7为铜带铠装层。
在本实施例中，感温光纤1采用光电复合技术复合到需监测的电力贯通线电缆50中，使得感温光纤1能够更加靠近导体2，准确监测导体2温度而不受外部环境因素的影响；感温光纤1复合到电力电缆50内部的结构能够更好的保护感温光纤1，且在工厂内部一次生产，无需现场二次敷设，不会增加铁路施工工序，更加适应铁路电力施工环境。
铁路电力贯通线单芯电缆一般外径较小，在本实施例中，如图2中所示，现有电缆结构由内向外一次包括导体2及导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5、金属屏蔽层10、铠装层7和外护套8等，其中金属屏蔽层10一般采用铜带屏蔽，此时感温光纤1很难复合到单芯电缆结构中；在本实施例中，如图3中所示，结合电缆生产工艺流程，将金属屏蔽层10由金属屏蔽层10改为铜丝屏蔽层9，由绝缘屏蔽层5外均匀设置一圈铜丝6，将铜丝屏蔽层9中的一芯或多芯铜丝6替换为感温光纤1，感温光纤1与导体2按预设的疏绕比例相互平行敷设，此种结构不影响单芯电缆的外径及结构形式，无需改变电缆生产工艺，感温光纤1贴近导体2能够更准确监测导体2温度，且铜丝6屏蔽相对铜带屏蔽耐受短路电流能力更强，并设于铠装层7内受到铠装层7保护。
综上所述，本实用新型实施例提供的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，通过将感温光纤复合于电缆或架空线内部，使得感温光纤能够更加靠近导体，准确监测导体温度而不受外部环境因素的影响；利用光纤传感技术，结合现有铁路SCADA系统，组建铁路电力贯通线光纤测温保护系统，实时监测全区间电缆或架空线导体的运行温度进而判断电缆或架空线的运行状态，通过实时监测贯通线任意点的温度变化，当电缆损伤、架空线单相非金属接地发热时能够提前预警，防止进一步的故障发生。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，包括设于铁路贯通线的感温光纤主机和感温单元；所述感温光纤主机设于配电所处，所述感温光纤主机还布置于相邻配电所之间的通信基站、直放站或信号中继站处，所述感温光纤主机连接铁路通信系统的远程终端单元RTU；所述感温单元包括一根或多根感温光纤，所述感温光纤设于相邻配电所之间的电缆或架空线内部，所述感温单元连接所述感温光纤主机。
2.根据权利要求1所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，所述感温光纤在所述电缆或架空线内部均匀分布。
3.根据权利要求1所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，所述感温光纤位于所述电缆的铜丝屏蔽层中，所述铜丝屏蔽层中的铜丝和感温光纤均匀分布于电缆的绝缘屏蔽层外。
4.根据权利要求3所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，所述感温光纤在所述铜丝屏蔽层中均匀分布。
5.根据权利要求3所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，所述铜丝屏蔽层外还设有铠装层。
6.根据权利要求1所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，所述感温光纤主机包括多个探测通道，每个所述探测通道连接一个感温单元。
7.根据权利要求1所述的适用于铁路贯通线的光纤探测系统，其特征在于，每相邻的两个感温光纤主机间的距离不大于感温光纤主机的最长探测距离。
Priority Applications (1)
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| CN201920338070.6U CN209525023U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 适用于铁路贯通线的光纤探测系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116773040A (zh) * | 2021-12-28 | 2023-09-19 | 西安和其光电科技股份有限公司 | 一种获取高精度、易更换的变压器荧光测温设备的方法 |
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2019
- 2019-03-18 CN CN201920338070.6U patent/CN209525023U/zh active Active
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| CN116773040A (zh) * | 2021-12-28 | 2023-09-19 | 西安和其光电科技股份有限公司 | 一种获取高精度、易更换的变压器荧光测温设备的方法 |
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