CN220039519U - 一种输电线路拉力及倾角传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于输电线路在线监测领域，具体涉及一种输电线路拉力及倾角传感装置。所述装置包括光源、耦合器、数据采集器、解调仪、计算机和传感器，所述光源、耦合器、传感器信号连接，所述耦合器、数据采集器、解调仪、计算机信号连接；所述传感器包括球窝、嵌入球窝内的球头、嵌入在球头内的光纤、设置在光纤内的法布里‑珀罗干涉腔和涂在球窝内表面的色膜。本实用新型根据法布里‑珀罗干涉腔腔长变化监测金具的拉力，根据色膜反射的光的波长测量金具的倾角，进而根据拉力及倾角判断导线的舞动状态，检测准确，而且在原有金具结构上进行制作，结构简单，安装无误差。

Description

一种输电线路拉力及倾角传感装置

技术领域

本实用新型属于输电线路在线监测领域，具体涉及一种输电线路拉力及倾角传感装置。

背景技术

输电线路大多分布在野外，线路覆盖面广，所处的地理环境、气候条件恶劣，输电线路会发生导线舞动、导线覆冰、导线弧垂、杆塔倾斜等事故。因此，开发一种可实时记录表征设备运行状态特征量的输电线路状态监测装置对输电线路正常运行以及提高整个电力系统的安全可靠性具有重要的现实意义。

公告号为CN101701859B的中国发明专利公开了一种用于输电线路的光纤光栅检测系统，所采用的技术方案是采用光纤光栅分别对拉力和倾角进行传感测量，进而可监测导线的覆冰状态，该方案适合用于各种气候测量，抗电磁干扰，利于长期检测。但是，该专利拉力及倾角传感装置是将拉力传感器与倾角传感器分别安装在邻近位置，这种方法虽然可以实现拉力及倾角的测量，但是所需的装置较为复杂，需要定制金具以代替原本的金具，而且安装时容易出现误差。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种输电线路拉力及倾角传感装置，根据法布里-珀罗干涉腔腔长变化监测金具的拉力，根据色膜反射的光的波长测量金具的倾角，进而可判断导线的舞动状态，检测准确，而且在原有金具结构上进行制作，结构简单，安装无误差。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种输电线路拉力及倾角传感装置，包括光源、耦合器、数据采集器、解调仪、计算机和传感器，所述光源、耦合器、传感器信号连接，所述耦合器、数据采集器、解调仪、计算机信号连接；所述传感器包括球窝、嵌入球窝内的球头、嵌入在球头内的光纤、设置在光纤内的法布里-珀罗干涉腔和涂在球窝内表面的色膜。

优选地，所述法布里-珀罗干涉腔位于光纤内一个端面与光纤末端的端面之间。

优选地，所述光纤位于球头的中轴线位置。

优选地，所述色膜由圆心向外等半径间隔的圆与多条相交于圆心的直径构成网格状，每个网格内涂不同颜色。

优选地，所述球头为球头挂环，所述球窝为碗头挂板。

本实用新型的积极有益效果：

1. 本实用新型球头内嵌入光纤，在光纤内设置法布里-珀罗干涉腔，金具状态变化会导致法布里-珀罗干涉腔腔长发生变化，进而使得经过法布里-珀罗干涉腔的光的强度和相位信息发生变化，根据光的信息变化监测金具的拉力；本实用新型球窝内表面涂色膜，根据色膜反射的光的波长测量金具的倾角，进而根据拉力及倾角判断与球头或球窝相连的导线的舞动状态，检测准确，而且本实用新型在原有金具结构上进行制作，结构简单，安装无误差。

附图说明

图1为本实用新型输电线路拉力及倾角传感装置结构示意图；

图2为本实用新型传感器结构示意图；

图3为本实用新型球窝仰视图；

图中：1-3dB耦合器，2-传感器，3-球头，4-球窝，5-光纤，6-法布里-珀罗干涉腔，7-色膜。

具体实施方式

下面结合一些具体实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

参见图1-3，一种输电线路拉力及倾角传感装置，包括光源、3dB耦合器1、数据采集器、解调仪、计算机和传感器2，光源、3dB耦合器1、传感器2由光纤连接，3dB耦合器1、数据采集器、解调仪由光纤连接，解调仪与计算机由网线连接；光源发出的光经光纤进入3dB耦合器1，再进入传感器2，由传感器2 反射回来的光经光纤进入3dB耦合器1，再进入数据采集器，数据采集器将光信号转化为电信号，在将其传入解调仪，解调仪将信息解调出来，由计算机处理，计算得出金具所受拉力及倾角信息。

传感器2包括球窝4、嵌入球窝4内的球头3、嵌入在球头3内的光纤5、设置在光纤5内的法布里-珀罗干涉腔6和涂在球窝4内表面的色膜7，嵌入在球头3内的光纤5是构成传感器的核心，根据光的干涉原理，当球头3与球窝4有拉力变化时，法布里-珀罗干涉腔6的腔长发生变化，使得数据采集器采集到的信息发生变化，由解调仪和计算机对数据进行处理，可得出拉力的大小。

进一步地，法布里-珀罗干涉腔6位于光纤5内一个端面与光纤末端的端面之间，即光纤5的内部取一个端面与光纤5末端的端面构成法布里-珀罗干涉腔6，法布里-珀罗干涉腔体积小，埋入简单，对球头破坏小，监测灵敏度高。

进一步地，光纤5位于球头3的中轴线位置，对金具破坏性小，能够提高传感器使用寿命。

进一步地，色膜7由圆心向外等半径间隔的圆与多条相交于圆心的直径构成网格状，每个网格内涂不同颜色，根据光的传播原理，光纤5只能接收到与球窝4的内表面涂的色膜对应光波长相同的光，当球头3与球窝4有拉力和倾角变化时，光纤接收到的光波长发生变化，由解调仪和计算机对数据进行处理，可得出倾角的大小。

进一步地，球头3、球窝4是由钢合金加工而成，球头3为球头挂环，球窝4为碗头挂板。本实用新型借助原有金具的球头和球窝结构上进行制作，操作简便，结构简单，安装无误差，成本低，更易实现推广应用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种输电线路拉力及倾角传感装置，其特征在于，包括光源、耦合器（1）、数据采集器、解调仪、计算机和传感器（2），所述光源、耦合器（1）、传感器（2）信号连接，所述耦合器（1）、数据采集器、解调仪、计算机信号连接；所述传感器（2）包括球窝（4）、嵌入球窝（4）内的球头（3）、嵌入在球头（3）内的光纤（5）、设置在光纤（5）内的法布里-珀罗干涉腔（6）和涂在球窝（4）内表面的色膜（7）。

2.根据权利要求1所述的输电线路拉力及倾角传感装置，其特征在于，所述法布里-珀罗干涉腔（6）位于光纤（5）内一个端面与光纤末端的端面之间。

3.根据权利要求1所述的输电线路拉力及倾角传感装置，其特征在于，所述光纤（5）位于球头（3）的中轴线位置。

4.根据权利要求1所述的输电线路拉力及倾角传感装置，其特征在于，所述色膜（7）由圆心向外等半径间隔的圆与多条相交于圆心的直径构成网格状，每个网格内涂不同颜色。

5.根据权利要求1所述的输电线路拉力及倾角传感装置，其特征在于，所述球头（3）为球头挂环，所述球窝（4）为碗头挂板。