CN217032539U - 一种输电线路光电融合长距离监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种输电线路光电融合长距离监测装置，所述装置安装在杆塔上，包括：光纤光栅解调模块(1)、汇聚模块(2)、电光转化模块(3)和边缘计算及信号回传模块(4)。本实用新型提供的装置可以对光纤光栅传感器(16)信号进行就地解调和处理，并将基于其他原理的监测装置的数据汇聚后，经统一编码，回传至监测主站，传输距离可达上千公里；不但解决了传统光纤光栅监测方案监测距离短的问题，也保证了信号长距离传输的可靠性和保密性；本装置可安装在多个杆塔上，整条线路可连接海量光纤光栅传感器，解决了传统方案中可连接光纤光栅传感器数量少的问题；本实用新型设计了电源管理模块(5)，保证了装置长期运行的供电可靠性。

Description

一种输电线路光电融合长距离监测装置

技术领域

本实用新型属于输电线路光纤监测技术领域，具体涉及一种输电线路光电融合长距离监测装置。

背景技术

光纤光栅传感器，以光纤光栅为敏感元件，具有无源、不受电磁干扰等优点，且监测信号通过OPGW回传，通信可靠性和安全性较高，克服了现有传感器的不足，对处于无公网信号地区和野外环境恶劣地区的超高压、特高压输电线路，尤其适合使用光纤光栅传感技术进行状态监测。然而，传统的输电线路光纤光栅监测方案中，一方面，使用的解调仪体积笨重(大小在1U机箱左右)、功耗大(功率达几十瓦)，成本高(单台价格在十几万到几十万)，只能安装在变电站中。仅在监测主站安装一台光纤光栅解调仪，对通过OPGW回传的光信号进行解调，得到线路的状态参量。现有输电线路光纤光栅传感方案，光的反射信号在传输过程中，受光纤传输损耗及连接损耗等客观因素所限，在实际工程应用中，受解调仪光源强度和解调能力所限，安装于变电站的解调仪仅能监测到几十公里范围内线路上光纤光栅传感器的信号，难以覆盖长距离输电线路全线，监测距离受限。另一方面，由于OPGW纤芯资源紧张，通常只能分配一根或两根光纤给解调仪用于线路状态监测。受解调仪光源所限，每根光纤上最多只能连接几十个光纤光栅传感器，远远满足不了输电线路众多参量进行监测的需要。

此外，随着电网公司数字化建设的开展，输电线路重点区段也安装了一定数量的基于其他原理的监测装置，如摄像头、基于应变片的拉力传感器、基于压电效应或MEMS工艺的振动传感器等。然而，对于安装在穿越野外恶劣气候环境输电线路上的传感器和监测装置而言，一方面，长期运行的供电可靠性难以保障，且易受到强电磁干扰的影响；另一方面此类传感器的监测信号目前主要通过公网移动信号或无线组网跳接的方式，回传到监测主站，对于处于无公网信号地区和距离监测主站数百公里的线路区段而言，监测信号回传困难，且保密性难以保障。鉴于上述诸多问题，需要设计一种新型的输电线路光纤监测装置。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提出一种输电线路光电融合长距离监测装置，所述监测装置安装在杆塔上，包括：光纤光栅解调模块1、汇聚模块2、电光转化模块3和边缘计算及信号回传模块4；

所述光纤光栅解调模块1分别与不同通道的光纤光栅传感器16和边缘计算及信号回传模块4相连，用于向输电线路上的光纤光栅传感器16发射激光和对所述光纤光栅传感器16回传的光信号进行解调，并将解调后的信号输出到边缘计算及信号回传模块4中；

所述汇聚模块2与电光转化模块3相连，用于对输电线路上其他监测装置的传感数据进行汇聚，并将所述数据输出至电光转换模块3中；

所述电光转化模块3与边缘计算及信号回传模块4相连，用于将汇聚模块2传输的数据转换为光信号，并输出到边缘计算及信号回传模块4中；

所述边缘计算及信号回传模块4通过连接光纤17与监测主站相连，用于将所述光纤光栅解调模块1和电光转换模块3传输的信号进行计算和编码，并通过连接光纤17以编码信号的形式回传至监测主站。

优选的，所述光纤光栅解调模块1，包括：控制及驱动单元6、在线校准波长单元7、可调谐激光器8、光纤耦合器9、光电探测单元10和信号处理单元11；

所述控制及驱动单元6与可调谐激光器8相连，用于控制和驱动所述可调谐激光器8；

所述在线校准波长单元7与可调谐激光器8相连，用于对可调谐激光器8输出的激光波长进行校准，保证长期高精度测量；

所述可调谐激光器8分别与光纤耦合器9和光电探测单元10相连，用于在所述控制及驱动单元6的控制和驱动下向所述光纤耦合器9发射激光；

所述光纤耦合器9分别与不同通道的光纤光栅传感器16和光电探测单元10相连，用于对可调谐激光器8输出的激光分路传输至不同通道上的光纤光栅传感器16，和将不同通道上的光纤光栅传感器16反射的光信号合路传输至所述光电探测单元10；

所述光电探测单元10与信号处理单元11相连，用于将所述光纤耦合器9传输的光信号转换为电信号并输送至所述信号处理单元11；

所述信号处理单元11与边缘计算及信号回传模块4，用于处理所述光电探测单元10传输的电信号，并输出至边缘计算及信号回传模块4。

优选的，所述光纤耦合器9的型式根据需要连接的光纤光栅传感器16的总数量确定。

优选的，所述汇聚模块2，包括：无线单元12和有线单元13；

所述无线单元12，用于对输电线路上采用无线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3；

所述有线单元13，用于对输电线路上采用有线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3。

优选的，所述无线单元12接收传感数据的途径包括但不限于：LoRa、蓝牙、ZigBee和Wifi。

优选的，所述有线单元13接收传感数据的途径包括但不限于：RS485总线和光纤。

优选的，所述其他监测装置，包括但不限于：摄像机、微气象监测装置、拉力传感器、无线振动传感器和无线测温传感器。

优选的，所述边缘计算及信号回传模块4，包括：边缘计算单元14和信号回传单元15；

所述边缘计算单元14分别与光纤光栅解调模块1、电光转换模块3和信号回传单元15相连，用于通过边缘计算算法对所述光纤光栅解调模块1传输的电信号和电光转换模块3传输的光信号进行故障或异常信息提取，并进行编码传输至信号回传单元15；

所述信号回传单元15通过连接光纤17与监测主站相连，用于接收编码并以编码信号形式通过连接光纤17回传至监测主站。

优选的，所述装置还包括电源管理模块5；

所述电源管理模块5分别与光纤光栅解调模块1和汇聚模块2相连，用于对所述监测装置进行供电管理；

所述电源管理模块5的供电形式为蓄电池、光伏、风能和感应取电中的一种或多种的组合。

与最接近的现有技术相比，本实用新型具有的有益效果如下：

一种输电线路光电融合长距离监测装置，所述监测装置安装在杆塔上，包括：光纤光栅解调模块1、汇聚模块2、电光转化模块3和边缘计算及信号回传模块4；所述光纤光栅解调模块1分别与不同通道的光纤光栅传感器16和边缘计算及信号回传模块4相连，用于向输电线路上的光纤光栅传感器16发射激光和对所述光纤光栅传感器16回传的光信号进行解调，并将解调后的信号输出到边缘计算及信号回传模块4中；所述汇聚模块2与电光转化模块3相连，用于对输电线路上其他监测装置的传感数据进行汇聚，并将所述数据输出至电光转换模块3中；所述电光转化模块3与边缘计算及信号回传模块4相连，用于将汇聚模块2传输的数据转换为光信号，并输出到边缘计算及信号回传模块4中；所述边缘计算及信号回传模块4通过连接光纤17与监测主站相连，用于将所述光纤光栅解调模块1和电光转换模块3传输的信号进行计算和编码，并通过连接光纤17以编码信号的形式回传至监测主站；本实用新型提供的每个光电融合长距离监测装置可以对安装在输电铁塔、金具和导地线上的光纤光栅传感器16监测信号进行就地解调和处理，并将基于其他原理的监测装置的数据汇聚进而转换为光信号后，经统一编码，回传至监测主站，相较于光反射波长信号，光信号在光纤中传输时损耗极小，可稳定传输几百甚至上千公里，监测范围也由几十公里提升至成百数千公里，实现了监测范围质的飞跃。本实用新型不但解决了传统光纤光栅监测方案中监测距离短的问题，也有效解决了常规监测装置信号长距离传输可靠性和保密性的问题。

本实用新型提供的光电融合长距离监测装置体积小，可沿着线路安装在任意多个杆塔上，单台装置可预留多个通道、连接几十上百个光纤光栅传感器，而且由于一根光纤原则上可以串接无数个光电融合长距离监测装置，因此，本实用新型提出的方案，将一条输电线路上可安装的光纤光栅传感器数量由几十个提升至海量数量，有助于实现对输电线路全线各类参量的精细化监测。本实用新型提供的光电融合长距离监测装置可以对光纤光栅传感器的信号进行就地解调和处理，经编码后以通信信号形式回传至监测主站，将光纤光纤传感方案的监测距离由几十公里提升至上千公里。本实用新型还设计了基于多种供电方式的电源管理模块5对装置进行供电管理，保证了装置长期运行的供电可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种输电线路光电融合长距离监测装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种输电线路光电融合长距离监测方法流程示意图；

图3为本实用新型提供的一个基于光电融合终端的输电线路长距离监测装置实施例的总体安装位置示意图；

图4为本实用新型提供的一个基于光电融合终端的输电线路长距离监测装置实施例的单塔安装位置示意图；

附图标号说明：

1—光纤光栅解调模块，2—汇聚模块，3—电光转化模块，4—边缘计算及信号回传模块，5—电源管理模块，6—控制及驱动单元，7—在线校准波长单元，8—可调谐激光器，9—光纤耦合器，10—光电探测单元，11—信号处理单元，12—无线单元，13—有线单元，14—边缘计算单元，15—信号回传单元，16—光纤光栅传感器，17—连接光纤，B1—光电融合终端，B2—杆塔倾角监测传感器，B3—杆件应力监测传感器，B4—风速风向传感器，B5—环境温湿度传感器，B6—太阳辐照传感器，B7—杆塔地基沉降传感器，B8—线夹温度传感器，B9—舞动传感器，B10—故障测距传感器，B11—绝缘子风偏角传感器，B12—悬垂串重力传感器，B13—视频监测装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

本实用新型提供的一种输电线路光电融合长距离监测装置(又可称为光电融合终端)，所述监测装置安装在杆塔上，其结构示意图如图1所示，包括：

光纤光栅解调模块1、汇聚模块2、电光转化模块3和边缘计算及信号回传模块4；

所述光纤光栅解调模块1分别与不同通道的光纤光栅传感器16和边缘计算及信号回传模块4相连，用于向输电线路上的光纤光栅传感器16发射激光和对所述光纤光栅传感器16回传的光信号进行解调，并将解调后的信号输出到边缘计算及信号回传模块4中；

所述汇聚模块2与电光转化模块3相连，用于对输电线路上其他监测装置的传感数据进行汇聚，并将所述数据输出至电光转换模块3中；

所述电光转化模块3与边缘计算及信号回传模块4相连，用于将汇聚模块2传输的数据转换为光信号，并输出到边缘计算及信号回传模块4中；

所述边缘计算及信号回传模块4通过连接光纤17与监测主站相连，用于将所述光纤光栅解调模块1和电光转换模块3传输的信号进行计算和编码，并通过连接光纤17以编码信号的形式回传至监测主站。

本实用新型的目的，一方面是解决以往光纤光栅监测方案中，可串接的传感器数量较少，监测距离较短的问题；另一方面是解决安装在无公网地区的传统类型监测装置信号回传困难、保密性差问题。

(1)所述光纤光栅解调模块1，负责对输电线路上的光纤光栅传感器16进行就地解调和处理。包括：控制及驱动单元6、在线校准波长单元7、可调谐激光器8、光纤耦合器9、光电探测单元10和信号处理单元11；

所述控制及驱动单元6与可调谐激光器8相连，用于控制和驱动所述可调谐激光器8；

所述在线校准波长单元7与可调谐激光器8相连，用于对可调谐激光器8输出的激光波长进行校准，保证光纤光栅解调模块出厂后无需再校准，可长期保证高精度测量；

所述可调谐激光器8分别与光纤耦合器9和光电探测单元10相连，用于在所述控制及驱动单元6的控制和驱动下向所述光纤耦合器9输出宽谱激光；

所述光纤耦合器9分别与不同通道的光纤光栅传感器16和光电探测单元10相连，用于对可调谐激光器8输出的激光分路传输至不同通道上的光纤光栅传感器16，和将不同通道上的光纤光栅传感器16反射的光信号合路传输至所述光电探测单元10；

所述光电探测单元10与信号处理单元11相连，用于将所述光纤耦合器9传输的光信号转换为电信号并输送至所述信号处理单元11；

所述信号处理单元11与边缘计算及信号回传模块4，用于处理所述光电探测单元10传输的电信号，并输出至边缘计算及信号回传模块4。

其中，所述可调谐激光器8光源的波长宽度，可根据单个通道连接的光纤光栅传感器16的最大数量确定；所述光纤耦合器9的型式可根据需要连接的光纤光栅传感器16总数量进行选择，对应的通道数量可以设置为1、2、4、8或其他数量。

(2)所述汇聚模块2，包括：无线单元12和有线单元13；

所述无线单元12(如LoRa、蓝牙、ZigBee、Wifi等)，用于对输电线路上采用无线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3；

所述有线单元13(如RS485总线、光纤等)，用于对输电线路上采用有线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3；

所述输电线路上基于其他原理的监测装置包括：摄像机、微气象监测装置、拉力传感器、无线振动传感器、无线测温传感器。

(3)所述电光转换模块3，主要负责将汇聚模块2输入的基于其他原理的监测装置传感信号，转换为光信号，输出到边缘计算及信号回传模块4，然后经由连接光纤17(在下文或为OPGW)回传至监测主站的上位机，解决常规监测装置信号长距离传输可靠性和保密性的问题。

(4)所述边缘计算及信号回传模块4，将由光纤光栅解调模块1和电光转换模块3输入的数据收集后，通过边缘计算算法处理，提取出故障或异常信息，将其编码后，通过将相关信号经OPGW回传至监测主站的上位机，解决光纤光栅监测范围受限的问题，包括：边缘计算单元14和信号回传单元15；

所述边缘计算单元14分别与光纤光栅解调模块1、电光转换模块3和信号回传单元15相连，用于通过边缘计算算法对所述光纤光栅解调模块1传输的电信号和电光转换模块3传输的光信号进行故障或异常信息提取，并进行编码传输至信号回传单元15；

所述信号回传单元15通过连接光纤17与监测主站相连，用于接收编码并以编码信号形式通过连接光纤17回传至监测主站。

需指出的是，对于汇聚监测数据量少的光电融合终端，可去掉边缘计算单元14，降低功耗；对于安装位置距离监测主站较远的光电融合终端，可在信号回传单元15中加入信号放大器，保证长距离传输时信号的信噪比。

(5)所述电源管理模块5，负责对光电融合终端的供电进行管理，供电形式为蓄电池、太阳能板、风能或感应取电中的一种或其组合。

此外，本实用新型给出的是线路上同时有光纤光栅传感器16和基于其他原理的监测装置的解决方案，实际使用时可根据线路上现有监测装置的安装情况，可对汇聚模块2及电光转换模块3进行选装。对于尚未安装任何监测装置的在运线路区段或新建线路，可通过综合考虑常规监测装置和光纤光栅传感器16及光电融合终端的技术特点和成本差异，提出整体效益最佳的输电线路光电综合监测方案。

实施例2：

本实用新型还提供了一种输电线路光电融合长距离监测方法，其流程示意图如图2所示，包括：

步骤1：通过光纤光栅解调模块1向输电线路上的光纤光栅传感器16发射激光和对所述光纤光栅传感器16回传的光信号进行解调，并将解调后的信号输出到边缘计算及信号回传模块4；

步骤2：通过汇聚模块2，对输电线路上其他监测装置的传感数据进行汇聚，并通过电光转换模块3将汇聚的传感数据转换为光信号输出至边缘计算及信号回传模块4；

步骤3：通过边缘计算及信号回传模块4，将所述光纤光栅解调模块1和电光转换模块3传输的信号进行计算和编码，并通过连接光纤7以编码信号的形式回传至监测主站。

步骤1具体包括：

通过控制及驱动单元6控制可调谐激光器8向光纤耦合器9发射激光；

通过所述光纤耦合器9将激光分路，并传输至不同通道上的光纤光栅传感器16；

通过所述光纤光栅传感器16在被测参量作用下，将具有特定波长的光信号反射回光纤耦合器9；

通过所述光纤耦合器9将不同通道上的光纤光栅传感器16反射的光信号合路传输至光电探测单元10；

通过所述光电探测单元10，将所述光纤耦合器9传输的光信号转换为电信号并输送至信号处理单元11；

通过所述信号处理单元11将光电探测单元10传输的电信号进行处理，并将处理后的电信号输出至边缘计算及信号回传模块4。

步骤2具体包括：

通过无线单元12，对输电线路上采用无线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3；

通过有线单元13，对输电线路上采用有线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块3。

步骤3具体包括：

通过边缘计算单元14，利用边缘计算算法，提取所述光纤光栅解调模块1传输的电信号和电光转换模块3传输的光信号中的故障或异常信息，并将所述故障或异常信息进行编码传输至信号回传单元15；

通过信号回传单元15接收编码，并以编码信号的形式通过连接光纤17回传至监测主站。

所述方法还包括：

通过电源管理模块5对所述输电线路光电融合长距离监测装置进行供电管理。

步骤3中以编码信号的形式通过连接光纤17回传至监测主站之后，还包括：

通过监测主站，对各输电线路光电融合长距离监测装置回传的编码信号进行识别、处理和展示。

所述一种输电线路光电融合长距离监测方法，主要通过上位机、OPGW、光电融合终端、光纤光栅传感器16和基于其他原理的各类监测装置实现长距离监测。其中，上位机安装在监测主站(变电站内)，光电融合终端安装在杆塔上，并串接在OPGW上，光纤光栅传感器16和基于其他原理的各类监测装置，通过有线或无线的方式，将数据汇入光电融合终端。在使用时，一条输电线路上可以根据需要，安装多个光电融合终端，每个光电融合终端负责对所在位置周边的监测装置信号进行汇聚、转换和回传；各光电融合终端通过串联的方式接入OPGW纤芯，每个融合终端分配有独立编码，便于监控主站的上位机对回传信号的进行识别、处理和展示。

本实用新型中，光电融合终端可安装在任意多个杆塔上，每个终端上可连接数十至上百个光纤光栅传感器16，整条线路原则上可连接海量的光纤光栅传感器16；每个光电融合终端对安装在输电铁塔、金具和导地线上的光纤光栅传感器16监测信号进行就地解调和处理，并将基于其他原理的监测装置的数据汇聚进而转换为光信号后，经统一编码，回传至监测主站(变电站内)的上位机，传输距离可达上千公里。因此，本实用新型不但解决了传统光纤光栅监测方案中传感器数量少、监测距离短的问题，也有效解决了常规监测装置信号长距离传输可靠性和保密性的问题。

具体来说：相较现有方案，本实用新型提出的光电融合终端中的光纤光栅解调模块1体积缩小90％以上(尺寸在烟盒大小)、功率降低70％以上(功率约几瓦以内)、成本降低70％以上(单个光纤光栅解调模块价格在3万以内)；本实用新型提出的光电融合终端可沿着线路安装在杆塔上，单台终端可预留多个通道、连接几十上百个光纤光栅传感器16，而且由于一根光纤原则上可以串接无数个光电融合终端，因此，本实用新型提出的方案，将一条输电线路上可安装的光纤光栅传感器16的数量由几十个提升至海量数量，有助于实现对输电线路全线各类参量的精细化监测。

相较现有方案，本实用新型提出的方案，单台光电融合终端只解调其周边几百米范围内的光纤光栅传感器16的信号，然后将光传感信号转换为通信信号再由光纤回传至变电站，由于相较于光反射波长信号，通信信号在光纤中传输时损耗极小，可稳定传输几百甚至上千公里。因此，本实用新型提出的方案，将输电线路状态光纤光栅监测的范围，由几十公里提升至成百数千公里，实现了监测范围质的飞跃。

实施例3：

本实施例对一种输电线路光电融合长距离监测装置及对应的方法的具体实现过程进行介绍：

以某条穿越无人区、无公网信号区、总长度超过1000公里的特高压线路为例，如图3和图4所示，沿途多个重点区段需要监测输电线路本体结构状态参量(导线拉力、线夹温度、舞动、故障测距、杆件应力、绝缘子风偏角、悬垂串重力、杆塔倾斜角等)和输电通道环境参量(风速风向、环境温湿度、太阳辐照、降水量、杆塔地基沉降、视频监测树障及山火等)。其中，杆塔倾角、杆件应力、风速风向、环境温湿度、太阳辐照、杆塔地基沉降的监测使用光纤光栅传感器，线夹温度、舞动、故障测距、绝缘子风偏角、悬垂串重力的监测装置使用基于其他原理的传感器。

使用本实用新型中的光电融合终端和方法时：

(1)在整条线路需要监测的各区段安装光电融合终端B1，每个光电融合终端覆盖500米至4公里长度，每个光电融合终端B1串接在OPGW上；

(2)每个光电融合终端B1安装在耐张塔上，其光纤光栅解调模块1设计为2个通道：用于杆塔倾角监测的杆塔倾角监测传感器B2(包括两个方向倾角，使用4个光纤光栅单元)、用于杆件应力监测的杆件应力监测传感器B3(对主材和重要斜材及横担进行监测，使用8个光纤光栅单元)，杆塔倾角监测传感器B2和杆件应力监测传感器B3，通过铠装光纤，串接在光纤光栅解调模块的通道1；用于风速风向监测的风速风向传感器B4(使用4个光纤光栅单元)、用于环境温湿度监测的环境温湿度传感器B5(使用2个光纤光栅单元)、用于太阳辐照监测的太阳辐照传感器B6(使用1个光纤光栅单元)、用于杆塔地基沉降监测的杆塔地基沉降传感器B7(使用4个光纤光栅单元)，风速风向传感器B4、环境温湿度传感器B5、太阳辐照传感器B6和杆塔地基沉降传感器B7，通过铠装光纤，串接在光纤光栅解调模块1的通道2。

(3)光电融合终端B1的汇聚模块2包括有线单元13(如RS485总线、光纤等)和无线单元12(如LoRa、蓝牙、ZigBee、Wifi等)的数据接口及传感器：线夹温度传感器B8通过蓝牙方式将信号传输至汇聚模块2；安装在档距中间的舞动传感器B9、故障测距传感器B10和直线塔上的绝缘子风偏角传感器B11、悬垂串重力传感器B12，通过LoRa或Wifi等方式将信号传输至汇聚模块2；用于树障及山火监测的视频监测装置B13，安装在耐张塔上，通过RS485总线的方式，连接到汇聚模块2。

(4)光纤光栅解调模块1的2个通道收集到的光纤光栅传感器信号，经光电探测单元10和信号处理单元11处理后，输出到边缘计算及信号回传模块4；汇聚模块2将收集到的基于其他原理的各类传感器信号输出给电光转换模块3，转换为光信号后，输出到边缘计算及信号回传模块4。

(5)各光电融合终端B1通过串联的方式接入OPGW纤芯，每个光电融合终端B1分配有独立编码，边缘计算及信号回传模块4对所在光电融合终端B1的信号进行编码，经由OPGW回传至监测主站的上位机，进而对回传信号的进行识别、处理和展示。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本实用新型后依然可对实用新型的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在实用新型待批的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种输电线路光电融合长距离监测装置，所述监测装置安装在杆塔上，其特征在于，包括：光纤光栅解调模块(1)、汇聚模块(2)、电光转换模块(3)和边缘计算及信号回传模块(4)；

所述光纤光栅解调模块(1)分别与不同通道的光纤光栅传感器(16)和边缘计算及信号回传模块(4)相连，用于向输电线路上的光纤光栅传感器(16)发射激光和对所述光纤光栅传感器(16)回传的光信号进行解调，并将解调后的信号输出到边缘计算及信号回传模块(4)中；

所述汇聚模块(2)与电光转换模块(3)相连，用于对输电线路上其他监测装置的传感数据进行汇聚，并将所述数据输出至电光转换模块(3)中；

所述电光转换模块(3)与边缘计算及信号回传模块(4)相连，用于将汇聚模块(2)传输的数据转换为光信号，并输出到边缘计算及信号回传模块(4)中；

所述边缘计算及信号回传模块(4)通过连接光纤(17)与监测主站相连，用于将所述光纤光栅解调模块(1)和电光转换模块(3)传输的信号进行计算和编码，并通过连接光纤(17)以编码信号的形式回传至监测主站。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤光栅解调模块(1)，包括：控制及驱动单元(6)、在线校准波长单元(7)、可调谐激光器(8)、光纤耦合器(9)、光电探测单元(10)和信号处理单元(11)；

所述控制及驱动单元(6)与可调谐激光器(8)相连，用于控制和驱动所述可调谐激光器(8)；

所述在线校准波长单元(7)与可调谐激光器(8)相连，用于对可调谐激光器(8)输出的激光波长进行校准，保证长期高精度测量；

所述可调谐激光器(8)分别与光纤耦合器(9)和光电探测单元(10)相连，用于在所述控制及驱动单元(6)的控制和驱动下向所述光纤耦合器(9)发射激光；

所述光纤耦合器(9)分别与不同通道的光纤光栅传感器(16)和光电探测单元(10)相连，用于对可调谐激光器(8)输出的激光分路传输至不同通道上的光纤光栅传感器(16)，和将不同通道上的光纤光栅传感器(16)反射的光信号合路传输至所述光电探测单元(10)；

所述光电探测单元(10)与信号处理单元(11)相连，用于将所述光纤耦合器(9)传输的光信号转换为电信号并输送至所述信号处理单元(11)；

所述信号处理单元(11)与边缘计算及信号回传模块(4)，用于处理所述光电探测单元(10)传输的电信号，并输出至边缘计算及信号回传模块(4)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光纤耦合器(9)的型式根据需要连接的光纤光栅传感器(16)的总数量确定。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述汇聚模块(2)，包括：无线单元(12)和有线单元(13)；

所述无线单元(12)，用于对输电线路上采用无线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块(3)；

所述有线单元(13)，用于对输电线路上采用有线传输的其他监测装置的传感数据进行汇聚，并输出至电光转换模块(3)。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述无线单元(12)接收传感数据的途径包括但不限于：LoRa、蓝牙、ZigBee和Wifi。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述有线单元(13)接收传感数据的途径包括但不限于：RS485总线和光纤。

7.如权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述其他监测装置，包括但不限于：摄像机、微气象监测装置、拉力传感器、无线振动传感器和无线测温传感器。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述边缘计算及信号回传模块(4)，包括：边缘计算单元(14)和信号回传单元(15)；

所述边缘计算单元(14)分别与光纤光栅解调模块(1)、电光转换模块(3)和信号回传单元(15)相连，用于通过边缘计算算法对所述光纤光栅解调模块(1)传输的电信号和电光转换模块(3)传输的光信号进行故障或异常信息提取，并进行编码传输至信号回传单元(15)；

所述信号回传单元(15)通过连接光纤(17)与监测主站相连，用于接收编码并以编码信号形式通过连接光纤(17)回传至监测主站。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源管理模块(5)；

所述电源管理模块(5)分别与光纤光栅解调模块(1)和汇聚模块(2)相连，用于对所述监测装置进行供电管理；

所述电源管理模块(5)的供电形式为蓄电池、光伏、风能和感应取电中的一种或多种的组合。

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