基于opgw光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明所設計的一種基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法，它包括控制模塊、顯示模塊、人機交互模塊、電源、存儲器、計算模塊、光電轉換器、光通信端與被測OPGW光纖連接的光纖收發(fā)模塊，其中，光纖收發(fā)模塊的控制信號輸入端連接控制模塊，光纖收發(fā)模塊的光反饋信號輸出端通過光電轉換器連接計算模塊，計算模塊分別與存儲器和控制模塊連接，所述顯示模塊、人機交互模塊和存儲器均與控制模塊連接，電源向控制模塊供電。本發(fā)明具有更好的檢測準確性。同時，本發(fā)明利用線路已有的OPGW光纖作為媒介即可得到導線的覆冰情況，無需在線路上新增監(jiān)測裝置，省去了塔上安裝工作。
【專利說明】基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電カ監(jiān)測【技術領域】，具體地指一種基于OPGW (Optical FiberComposite Overhead Ground Wire,光纖復合架空地線)光纖的導線覆冰在線監(jiān)測方法。
技術背景
[0002]目前，用于監(jiān)測架空導線覆冰的監(jiān)測裝置主要采用在固定桿塔橫擔上加裝傳感器，測量絕緣子拉力或測量絕緣子傾角的方式間接測量該傳感器兩側檔距中的覆冰情況，此種監(jiān)測方法存在安裝繁瑣、監(jiān)測范圍小、監(jiān)測精度受環(huán)境因素影響大、電源難以保障、通信易受干擾等不足。參考文獻1:《光纖中布里淵散射的機理及其應用研究》，南京大學研究生畢業(yè)論文，2012年5月，作者王如剛。參考文獻2:耿軍平，許家棟，韋高等，基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的進展[J]測控技術學報，2006，16 (2).架空輸電線路設計，中國電カ出版社，2008年，作者孟遂民，孔偉。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的就是要提供一種基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法，該監(jiān)測裝置和方法安裝方便、測量精度高、監(jiān)測范圍廣、監(jiān)測過程不易受到干擾。
[0004]為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括控制模塊、顯不模塊、人機交互模塊、電源、存儲器、計算模塊、光電轉換器、光通信端與被測OPGW光纖連接的光纖收發(fā)模塊，其中，光纖收發(fā)模塊的控制信號輸入端連接控制模塊，光纖收發(fā)模塊的光反饋信號輸出端通過光電轉換器連接計算模塊，計算模塊分別與存儲器和控制模塊連接，所述顯示模塊、人機交互模塊和存儲器均與控制模塊連接，電源向控制模塊供電。
[0005]上述技術方案中，它還包括網(wǎng)絡通信模塊，所述控制模塊通過網(wǎng)絡通信模塊與電網(wǎng)內部通信網(wǎng)絡連接。
[0006]ー種利用上述基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0007]步驟1:測得被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標準應力，并將被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標準應力存儲在存儲器中；
[0008]步驟2:進行被測OPGW光纖與導線覆冰厚度的標定試驗，得到被測OPGW光纖覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系，并將被測OPGW光纖覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系存儲在存儲器中；
[0009]步驟3:將變電站內覆冰的被測OPGW光纖接入光纖收發(fā)模塊的光通信端；
[0010]步驟4:控制模塊控制光纖收發(fā)模塊向覆冰的被測OPGW光纖內發(fā)出測試激光；
[0011]步驟5:測試激光在覆冰的被測OPGW光纖內發(fā)生布里淵散射，光纖收發(fā)模塊接收到上述布里淵散射的光反饋能量信號；
[0012]步驟6:光纖收發(fā)模塊將接收到的布里淵散射的光反饋能量信號傳輸給光電轉換器，光電轉換器將布里淵散射的光反饋能量信號轉換成布里淵散射的電反饋能量信號，并將布里淵散射的電反饋能量信號傳輸給計算模塊；
[0013]步驟7:在計算模塊中根據(jù)現(xiàn)有OPGW光纖應カ與布里淵散射能量的對應關系，將布里淵散射的電反饋能量信號轉換成被測OPGW光纖承受的應カ；
[0014]步驟8:計算模塊調取存儲器中被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標準應力，然后在計算模塊中將步驟7中得到的被測OPGW光纖承受的應カ減去步驟I中得到的被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標準應力，得到覆冰對被測OPGW光纖應カ的増量；
[0015]步驟9:在計算模塊中通過被測OPGW光纖應カ的増量得到被測OPGW光纖覆冰的
厚度；
[0016]步驟10:計算模塊調取存儲器中存儲的被測OPGW光纖覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系，計算模塊將被測OPGW光纖覆冰厚度轉換成導線的覆冰厚度；
[0017]步驟11:計算模塊將導線的覆冰厚度通過控制模塊發(fā)送給顯示模塊進行顯示；
[0018]步驟12，人機交互模塊輸入指令操作控制模塊將導線的覆冰厚度通過網(wǎng)絡通信模塊上傳入電網(wǎng)內部通信網(wǎng)絡。
[0019]上述技術方案中，所述被測OPGW光纖與導線平行布置,OPGW光纖與導線之間的距離為0.4~0.6mo
[0020]上述步驟7中，所述現(xiàn)有OPGW光纖應カ與布里淵散射能量的對應關系為:
【權利要求】
1.一種基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括控制模塊(I)、顯示模塊(2)、人機交互模塊(3)、電源(4)、存儲器(5)、計算模塊(6)、光電轉換器(9)、光通信端與被測OPGW光纖(11)連接的光纖收發(fā)模塊(8)，其中，光纖收發(fā)模塊(8)的控制信號輸入端連接控制模塊(I)，光纖收發(fā)模塊(8 )的光反饋信號輸出端通過光電轉換器(9 )連接計算模塊(6)，計算模塊(6)分別與存儲器(5)和控制模塊(I)連接，所述顯示模塊(2)、人機交互模塊(3 )和存儲器(5 )均與控制模塊(I)連接，電源(4)向控制模塊(I)供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置，其特征在于:它還包括網(wǎng)絡通信模塊(7 )，所述控制模塊(I)通過網(wǎng)絡通信模塊(7 )與電網(wǎng)內部通信網(wǎng)絡(10 )連接。
3.一種利用權利要求2所述基于OPGW光纖的導線覆冰在線監(jiān)測裝置的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:測得被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標準應力，并將被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標準應力存儲在存儲器(5)中； 步驟2:進行被測OPGW光纖(11)與導線覆冰厚度的標定試驗，得到被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系，并將被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系存儲在存儲器(5)中； 步驟3:將變電站內覆冰的被測OPGW光纖(11)接入光纖收發(fā)模塊(8)的光通信端； 步驟4:控制模塊(I)控制光纖收發(fā)模塊(8)向覆冰的被測OPGW光纖(11)內發(fā)出測試激光； 步驟5:測試激光在覆冰的被測OPGW光纖(11)內發(fā)生布里淵散射，光纖收發(fā)模塊(8)接收到上述布里淵散射的光反饋能量信號； 步驟6:光纖收發(fā)模塊(8)將接收到的布里淵散射的光反饋能量信號傳輸給光電轉換器(9)，光電轉換器(9)將布里淵散射的光反饋能量信號轉換成布里淵散射的電反饋能量信號，并將布里淵散射的電反饋能量信號傳輸給計算模塊(6); 步驟7:在計算模塊(6)中根據(jù)現(xiàn)有OPGW光纖應力(11)與布里淵散射能量的對應關系，將布里淵散射的電反饋能量信號轉換成被測OPGW光纖(11)承受的應力； 步驟8:計算模塊(6)調取存儲器(5)中被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標準應力，然后在計算模塊(6)中將步驟7中得到的被測OPGW光纖(11)承受的應力減去步驟I中得到的被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標準應力，得到覆冰對被測OPGW光纖(11)應力的增量； 步驟9:在計算模塊(6)中通過被測OPGW光纖(11)應力的增量得到被測OPGW光纖(11)覆冰的厚度； 步驟10:計算模塊(6)調取存儲器(5)中存儲的被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導線覆冰厚度的比例關系，計算模塊(6)將被測OPGW光纖(11)覆冰厚度轉換成導線的覆冰厚度； 步驟11:計算模塊(6)將導線的覆冰厚度通過控制模塊(I)發(fā)送給顯示模塊(2)進行顯不。
4.根據(jù)權利要求3所述的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于:步驟11后還包括步驟12，人機交互模塊(3 )輸入指令操作控制模塊(I)將導線的覆冰厚度通過網(wǎng)絡通信模塊(7 )上傳入電網(wǎng)內部通信網(wǎng)絡(10)。
5.根據(jù)權利要求3所述的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于:所述被測OPGW光纖(11)與導線平行布置，OPGW光纖(11)與導線之間的距離為0.4~0.6m。
6.根據(jù)權利要求3所述的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于:步驟7中，所述現(xiàn)有OPGW光纖應カ與布里淵散射能量的對應關系為:
7.根據(jù)權利要求3所述的導線覆冰在線監(jiān)測方法，其特征在于:步驟9中，所述被測OPGW光纖應カ的増量與被測OPGW光纖覆冰厚度的關系為:
【文檔編號】G01B11/06GK103499300SQ201310492140
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權日:2013年10月18日
【發(fā)明者】王強, 劉曉偉, 羅永勤, 張雪峰, 周贊東 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司, 國網(wǎng)電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司