CN210838885U - 悬垂连接金具及架空输电线路垂直拉伸监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种悬垂连接金具及基于该悬垂连接金具的架空输电线路垂直拉伸监测装置，其中，悬垂连接金具包括连接杆和位于所述连接杆两端的连接头，所述连接杆通过其中一所述连接头与输电线路中的塔架连接，所述连接杆通过另一所述连接头与绝缘子串连接，所述绝缘子串用于吊装输电线路中的输电线，所述连接杆的侧壁上设置有一光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器用于检测所述连接杆在垂直方向上的应力变化；通过上述悬垂连接金具，在不改变现有绝缘子串的结构的前提下，将光纤光栅应变传感器应用在对输电线路的垂直拉伸状态的监测中，使用方便，灵敏度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线缆架设技术领域，尤其涉及一种悬垂连接金具及架空输电线路垂直拉伸监测装置。
背景技术
目前绝大部分的输电线缆，包括光缆和电缆，都采用架空铺设，架空线路覆冰和积雪会导致其机械和电气性能急剧下降，严重威胁电力及通信网络的安全运行。当架空导线荷载超过设计标准时，会引起导线舞动，可能导致导线、杆塔及连接部件严重损坏甚至杆塔倾斜倒塌，导致地线断线等严重事故。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐高温、耐腐蚀，能够适应极端恶劣的环境等一系列优点，已有研究将光纤光栅传感器应用于输电线路覆冰的状态监测中。现有的输电线路光纤光栅传感系统往往将光纤光栅应变传感器附着于被测导线表面，难以在带电的导线上安装实现，同时由于需要将光信号从导线高压端引至地电位，光纤光栅的信号引出需要额外的绝缘处理，增加了系统的复杂性。虽然目前已有研究提出将光纤光栅传感器集成于绝缘子金具之中，但是由于其设计对绝缘子金具的形状、材料改动较大，无法在现有运行的输电线路上实现。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述技术问题不足而提供一种在不改变现有绝缘子金具结构的前提下采用光纤光栅传感器测量绝缘子金具的应变力学特性的悬垂连接金具。
本实用新型的另一目的是，提供一种架空输电线路垂直拉伸监测装置，以对架空输电线路的垂直载荷状态进行监测。
为了实现上述目的，本实用新型公开了一种悬垂连接金具，其用于架空输电线路，该悬垂连接金具包括连接杆和位于所述连接杆两端的连接头，所述连接杆通过其中一所述连接头与输电线路中的塔架连接，所述连接杆通过另一所述连接头与绝缘子串连接，所述绝缘子串用于吊装输电线路中的输电线，所述连接杆的侧壁上设置有一光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器用于检测所述连接杆在垂直方向上的应力变化。
与现有技术相比，本实用新型悬垂连接金具包括有连接杆和设置于该连接杆两端的连接头，使用时，通过两个连接头将输电线路上的绝缘子串连接在塔架上，当输电线上因积雪、结冰等原因导致重量过大时，输电线通过绝缘子串对连接杆的拉力变大，导致其发生竖直方向上的应力变化，连接杆的应力变化导致光纤光栅应变传感器的线芯折射率发生变化，从而根据这一变化结果可了解到输电线的垂直拉伸状态；由此可知，通过上述悬垂连接金具，在不改变现有绝缘子串的结构的前提下，将光纤光栅应变传感器应用在对输电线路的垂直拉伸状态的监测中，使用方便，灵敏度高。
较佳地，所述连接杆的其中一侧壁上设置有上下两个间隔设置的凸耳，所述凸耳上设置有用于固定所述光纤光栅应变传感器的槽口。
较佳地，两所述连接头均为一U形环连接器。
本实用新型还公开一种架空输电线路垂直拉伸监测装置，所述输电线路包括输电线和沿所述输电线间隔设置的若干塔架，所述输电线分别通过一绝缘子串与所述塔架吊接，所述监测装置包括若干分别连接在每一所述塔架与所述绝缘子串之间的如上所述的悬垂连接金具、光纤光栅波长解调仪以及监测终端，所述光纤光栅应变传感器通过所述光纤光栅波长解调仪与所述监测终端电性连接。
较佳地，还包括有激光器和耦合器，所述激光器通过所述耦合器为所述光纤光栅应变传感器提供光源，所述光纤光栅应变传感器通过所述耦合器将折射光波传输给所述光纤光栅波长解调仪。
较佳地，所述纤光栅波长解调仪依次通过放大器和滤波器与所述监测终端连接。
较佳地，每一所述光纤光栅应变传感器上还串联有一光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器仅可向所述监测终端反馈温度信号，所述监测终端根据所述光纤光栅温度传感器的反馈值对所述光纤光栅应变传感器的反馈值作温度补偿。
附图说明
图1为本实用新型实施例悬垂连接金具的立体结构示意图。
图2为本实用新型实施例架空输电线路垂直拉伸监测装置的原理结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1和图2所示，本实用新型公开了一种悬垂连接金具100，其用于架空输电线路，该悬垂连接金具100包括连接杆10和位于连接杆10两端的连接头 11，连接杆10通过其中一连接头11与输电线路上的塔架2连接，连接杆10通过另一连接头11与绝缘子串3连接，绝缘子串3用于吊装输电线路上的输电线 4，连接杆10的侧壁上设置有一光纤光栅应变传感器14，光纤光栅应变传感器 14用于检测连接杆10在垂直方向上的应力变化。具体地，连接杆10的其中一侧壁上设置有上下两个间隔设置的凸耳12，凸耳12上设置有用于固定光纤光栅应变传感器14的槽口13，将光纤光栅应变传感器14的上下两端分别使用螺帽固定在凸耳12的槽口13上，这样，当连接杆10发生应力变化时，光线光栅应变传感器的主体也跟随发生同样的应力变化，这就导致光线光栅传感器中的线芯折射率发生变化，由于光纤光栅应变传感器14直接感受两端凸耳12位移产生的应变，可以通过改变两端凸耳12的连接方式和连接工艺来调节应变的传递系数，满足不同环境的需要，同时也便于在现有的绝缘子金具上安装和更换光纤光栅应变传感器14。另外，为便于该悬垂连接金具100的安装，连接杆10的两端的两连接头11均为一U形环连接器，方便与各种绝缘子金具兼容。
如图2，本实用新型悬垂连接金具100包括有连接杆10和设置于该连接杆 10两端的连接头11，使用时，通过两个连接头11将输电线路4上的绝缘子串3 连接在塔架2上，当输电线4上因积雪、结冰等原因导致重量过大时，输电线4 通过绝缘子串3对连接杆10的拉力变大，导致其发生竖直方向上的应力变化，连接杆10的应力变化导致光纤光栅应变传感器14的线芯折射率发生变化，从而根据这一变化结果可了解到输电线4的垂直拉伸状态。由此可知，通过上述悬垂连接金具100，在不改变现有绝缘子串3的结构的前提下，将光纤光栅应变传感器14应用在对输电线4的垂直拉伸状态的监测中，使用方便，灵敏度高。
基于上述悬垂连接金具100，如图2，本实用新型还公开一种架空输电线路垂直拉伸监测装置，以对架空输电线的垂直拉伸状态进行监测。输电线路包括输电线4和沿输电线4间隔设置的若干塔架2，输电线4上的不同段分别通过一绝缘子串3与塔架2吊接，监测装置包括若干分别连接在每一塔架2与绝缘子串3之间的悬垂连接金具100、光纤光栅波长解调仪50以及监测终端51，光纤光栅应变传感器14通过光纤光栅波长解调仪50与监测终端51电性连接。本实施例中，多个连接金具100上的光纤光栅应变传感器14可连接在同一台光纤光栅波长解调仪50上，光纤光栅波长解调仪50将接收到的光纤光栅应变传感器14反馈的光信号转换解调成电信号给监测终端51，监测终端51再将该电性信号处理成可被工作人员理解的输电线4拉伸值，并显示出来。较佳地，该监测装置还包括有激光器53和耦合器54，激光器53通过耦合器54为光纤光栅应变传感器14提供光源，光纤光栅应变传感器14通过耦合器54将折射光波传输给光纤光栅波长解调仪50。另外，纤光栅波长解调仪还依次通过放大器55和滤波器56与监测终端51连接。
由于光纤光栅传感器同时对温度和应力敏感，因此，为了避免温度的影响，需要对光纤光栅应变传感器14数据进行温度补偿，即在每一光纤光栅应变传感器14上串联一光纤光栅温度传感器52，光纤光栅温度传感器52仅可向监测终端51反馈温度信号(即光纤光栅温度传感器52在任何情况下均不受力)，监测终端51根据光纤光栅温度传感器52的反馈值对光纤光栅应变传感器14的反馈值作温度补偿。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种悬垂连接金具，其用于架空输电线路，其特征在于，包括连接杆和位于所述连接杆两端的连接头，所述连接杆通过其中一所述连接头与输电线路中的塔架连接，所述连接杆通过另一所述连接头与绝缘子串连接，所述绝缘子串用于吊装输电线路中的输电线，所述连接杆的侧壁上设置有一光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器用于检测所述连接杆在垂直方向上的应力变化。
2.根据权利要求1所述的悬垂连接金具，其特征在于，所述连接杆的其中一侧壁上设置有上下两个间隔设置的凸耳，所述凸耳上设置有用于固定所述光纤光栅应变传感器的槽口。
3.根据权利要求1所述的悬垂连接金具，其特征在于，两所述连接头均为一U形环连接器。
4.一种架空输电线路垂直拉伸监测装置，所述输电线路包括输电线和沿所述输电线间隔设置的若干塔架，所述输电线分别通过一绝缘子串与所述塔架吊接，其特征在于，所述监测装置包括若干分别连接在每一所述塔架与所述绝缘子串之间的如权利要求1至3任一项所述的悬垂连接金具、光纤光栅波长解调仪以及监测终端，所述光纤光栅应变传感器通过所述光纤光栅波长解调仪与所述监测终端电性连接。
5.根据权利要求4所述的架空输电线路垂直拉伸监测装置，其特征在于，还包括有激光器和耦合器，所述激光器通过所述耦合器为所述光纤光栅应变传感器提供光源，所述光纤光栅应变传感器通过所述耦合器将折射光波传输给所述光纤光栅波长解调仪。
6.根据权利要求4所述的架空输电线路垂直拉伸监测装置，其特征在于，所述纤光栅波长解调仪依次通过放大器和滤波器与所述监测终端连接。
7.根据权利要求4所述的架空输电线路垂直拉伸监测装置，其特征在于，每一所述光纤光栅应变传感器上还串联有一光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器仅可向所述监测终端反馈温度信号，所述监测终端根据所述光纤光栅温度传感器的反馈值对所述光纤光栅应变传感器的反馈值作温度补偿。
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|---|---|---|---|---|
| CN114725873A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-08 | 国网新疆电力有限公司昌吉供电公司 | 一种输电连接金具运行状态智能监测装置 |
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