一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于輸電線路輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路受氣象條件的影響，時(shí)有微風(fēng)振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，尤其是對(duì)于大跨越線路，由于微風(fēng)振動(dòng)引起的導(dǎo)線斷股斷線、金具脫落等事故頻繁發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)有的導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置主要利用電阻式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，粘貼在懸臂梁上，測(cè)量微風(fēng)振動(dòng)的彎曲幅度。但傳統(tǒng)的微風(fēng)振動(dòng)傳感器由于是采用電學(xué)的測(cè)量方法，受電磁干擾影響較大。此外，戶外終端供電電源的穩(wěn)定性與可靠性收到很大的關(guān)注，傳感器采用高能電池供電、高壓抽能+鋰電池供電，因此這些傳感器的壽命依賴電源的穩(wěn)定性和可靠性，掛網(wǎng)運(yùn)行的設(shè)備也有數(shù)據(jù)丟失等故障的發(fā)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的提供一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的解決現(xiàn)有輸電線路微風(fēng)振動(dòng)傳感器供電不可靠，受現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境和電磁環(huán)境影響較大的問題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、監(jiān)測(cè)終端、光纖光柵分析儀、架空光纖復(fù)合地線、光纖復(fù)合絕緣子和光纖光柵位移傳感器，所述的光纖光柵位移傳感器設(shè)置在輸電線上，所述的光纖復(fù)合絕緣子掛在輸電鐵塔上，并與光纖光柵位移傳感器連接，所述的光纖光柵分析儀與監(jiān)測(cè)終端連接。
[0005]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0006]光纖復(fù)合絕緣子通過架空光纖復(fù)合地線與光纖光柵分析儀連接，光纖光柵分析儀與監(jiān)測(cè)終端連接。
[0007]所述的光纖光柵位移傳感器的結(jié)構(gòu)，包括卡具、光纖光柵和傳力梁，所述的光纖光柵粘貼在傳力梁上，所述的卡具設(shè)置在輸電導(dǎo)線上，所述的卡具通過傳力梁與滾輪連接，所述的光纖光柵與光纖連接，滾輪壓在導(dǎo)線線夾出口處，導(dǎo)線線夾連接絕緣子。
[0008]光纖從光纖光柵位移傳感器中引出，然后通過光纖復(fù)合絕緣子后并入架空光纖復(fù)合地線；光纖為光信號(hào)輸出端口。
[0009]光纖光柵粘貼在傳力梁上，距滾輪中心垂直距離89mm。
[0010]光纖光柵位移傳感器與光纖光柵分析儀之間通過光纖傳輸信號(hào)。
[0011]光纖光柵分析儀安裝在變電站，與監(jiān)測(cè)終端通過以太網(wǎng)通信。
[0012]監(jiān)測(cè)終端安裝在變電站內(nèi)，與監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)通信。
[0013]光纖光柵分析儀安裝在變電站內(nèi)，使用220V交流電供電，采用以太網(wǎng)與監(jiān)測(cè)終端通信。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)合了光纖光柵傳感器抗干擾、解決了以往輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的電磁兼容問題和電源供電問題。結(jié)合光纖光柵傳感器抗電磁干擾、靈敏度高、無需電源供電的優(yōu)點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，解決了以往輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的電磁兼容問題和電源供電問題。此外，利用0PGW/0PPC傳輸數(shù)據(jù)解決了遠(yuǎn)距離通信問題，同時(shí)大大降低了成本。
【附圖說明】
[0015]圖1表示本實(shí)用新型一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2表示本實(shí)用新型的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的光纖光柵傳感器原理結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中，1.光纖光柵位移傳感器，2.光纖復(fù)合絕緣子，3.架空光纖復(fù)合地線，4.光纖光柵分析儀，5.監(jiān)測(cè)終端，6.監(jiān)控中心，7.輸電導(dǎo)線，8.導(dǎo)線線夾，1-1.卡具，1-2.傳力梁，1-3.滾輪，1-4.光纖光柵，1-5.光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]本實(shí)用新型一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括監(jiān)控中心6、監(jiān)測(cè)終端5、光纖光柵分析儀4、架空光纖復(fù)合地線3、光纖復(fù)合絕緣子2和光纖光柵位移傳感器1，所述的光纖光柵位移傳感器1設(shè)置在輸電線上，所述的光纖復(fù)合絕緣子2掛在輸電鐵塔上，并對(duì)輸電線起絕緣和支撐作用，并與光纖光柵位移傳感器1連接，所述的架空光纖復(fù)合地線3與光纖復(fù)合絕緣子2相連，與光纖光柵分析儀4相連，光纖光柵分析儀4與監(jiān)測(cè)終端5連接。
[0020]所述的光纖復(fù)合絕緣子2通過架空光纖復(fù)合地線3與光纖光柵分析儀4連接，光纖光柵分析儀4與監(jiān)測(cè)終端5連接。
[0021]其中，所述的光纖光柵位移傳感器1的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括卡具1-1、光纖光柵1-4和傳力梁1-2，所述的光纖光柵1-4粘貼在傳力梁1-2上，所述的卡具1-1設(shè)置在輸電導(dǎo)線7上，所述的卡具1-1通過傳力梁1-2與滾輪1-3連接，所述的光纖光柵1-4與光纖1-5連接，滾輪1-3壓在導(dǎo)線線夾8出口處，導(dǎo)線線夾8連接絕緣子，用于將輸電線托起，為輸電線路本身結(jié)構(gòu)的一部分。
[0022]所述的光纖1-5從光纖光柵位移傳感器中引出，然后通過光纖復(fù)合絕緣子2后并入架空光纖復(fù)合地線3 ;光纖1-5為光信號(hào)輸出端口。
[0023]所述的光纖光柵1-4粘貼在傳力梁1-2上，距滾輪中心垂直距離89mm，傳力梁1_2長度為100mm。
[0024]所述的光纖光柵位移傳感器1安裝在導(dǎo)線上，與光纖光柵分析儀2之間用光纖傳輸信號(hào)。
[0025]所述的光纖光柵分析儀4安裝在變電站，與監(jiān)測(cè)終端用以太網(wǎng)通信。
[0026]所述的監(jiān)測(cè)終端安裝在變電站內(nèi)，與監(jiān)控中心用以太網(wǎng)通信。
[0027]光纖光柵分析儀4安裝在變電站內(nèi)，使用220V交流電供電，采用以太網(wǎng)與監(jiān)測(cè)終端通信。
[0028]本實(shí)用新型具備以下優(yōu)點(diǎn)，所述的光纖光柵位移傳感器1安裝在輸電導(dǎo)線上，無需供電電源。光纖光柵位移傳感器通過0PGW或0PPC將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測(cè)終端，無需另外架設(shè)通訊電纜，無需采用無線通信模塊通信，使得通信更穩(wěn)定。光纖復(fù)合絕緣子用于將光纖光柵傳感器上面的光纖并入0PGW上的光纖，并起到高壓低壓絕緣作用。
[0029]本實(shí)用新型的工作原理及工作過程是:整個(gè)系統(tǒng)采用光纖光柵傳感器1測(cè)量導(dǎo)線彎曲幅度發(fā)生變化時(shí)，光纖光柵1-4反射光的波長變化，并通過光纖復(fù)合架空地線(0PGW)或光纖復(fù)合相線(0PPC)將光信號(hào)發(fā)送至變電站的光纖光柵分析儀4，光纖光柵分析儀4將光信號(hào)解調(diào)，通過以太網(wǎng)接口將反射光波長發(fā)送給監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)終端解算出波長對(duì)應(yīng)的彎曲幅度，并計(jì)算出導(dǎo)線的振動(dòng)頻率和動(dòng)彎應(yīng)變，最終通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心。
[0030]本實(shí)用新型在工作時(shí)，將光纖光柵位移傳感器1安裝在輸電導(dǎo)線7上，來測(cè)量地線微風(fēng)振動(dòng)引起的反射波長變化量，其中的光纖1-5通過光纖復(fù)合絕緣子2后，并入架空光纖復(fù)合地線3上，通過架空光纖復(fù)合地線3將光信號(hào)發(fā)送到安裝在變電站內(nèi)的光纖光柵分析儀4，光纖光柵分析儀4對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)解，然后將光信的波長信息發(fā)送給安裝在變電站的監(jiān)測(cè)終端5，監(jiān)測(cè)終端5解算出波長對(duì)應(yīng)的彎曲幅度，并計(jì)算出導(dǎo)線的振動(dòng)頻率和動(dòng)彎應(yīng)變，最終通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心6。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控中心(6)、監(jiān)測(cè)終端(5)、光纖光柵分析儀(4)、架空光纖復(fù)合地線(3)、光纖復(fù)合絕緣子(2)和光纖光柵位移傳感器(1)，所述的光纖光柵位移傳感器(1)設(shè)置在輸電線上，所述的光纖復(fù)合絕緣子(2)掛在輸電鐵塔上，并與光纖光柵位移傳感器(1)連接，所述的光纖光柵分析儀(4)與監(jiān)測(cè)終端(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖復(fù)合絕緣子(2)通過架空光纖復(fù)合地線(3)與光纖光柵分析儀(4)連接，所述的光纖光柵分析儀(4)與監(jiān)測(cè)終端(5)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖光柵位移傳感器(1)的結(jié)構(gòu)，包括卡具(1-1)、光纖光柵(1-4)和傳力梁(1-2)，所述的光纖光柵(1-4)粘貼在傳力梁(1-2)上，所述的卡具(1-1)設(shè)置在輸電導(dǎo)線(7)上，所述的卡具(1-1)通過傳力梁(1-2)與滾輪(1-3)連接，所述的光纖光柵(1-4)與光纖(1-5)連接，滾輪(1-3)壓在導(dǎo)線線夾(8)出口處，導(dǎo)線線夾(8)連接絕緣子。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖(1-5)從光纖光柵位移傳感器中引出，然后通過光纖復(fù)合絕緣子(2)后并入架空光纖復(fù)合地線(3);光纖(1-5)為光信號(hào)輸出端口。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖光柵(1-4)粘貼在傳力梁上，距滾輪中心垂直距離89mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖光柵位移傳感器(1)與光纖光柵分析儀(2)之間通過光纖傳輸信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖光柵分析儀(4)安裝在變電站，與監(jiān)測(cè)終端通過以太網(wǎng)通信。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的監(jiān)測(cè)終端(5)安裝在變電站內(nèi)，與監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)通信。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，光纖光柵分析儀(4)安裝在變電站內(nèi)，使用220V交流電供電，采用以太網(wǎng)與監(jiān)測(cè)終端通信。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于光纖光柵的輸電線路微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、監(jiān)測(cè)終端、光纖光柵分析儀、架空光纖復(fù)合地線、光纖復(fù)合絕緣子和光纖光柵位移傳感器，所述的光纖光柵位移傳感器設(shè)置在輸電線上，所述的光纖復(fù)合絕緣子掛在輸電鐵塔上，并與光纖光柵位移傳感器連接，所述的光纖光柵分析儀與監(jiān)測(cè)終端連接。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的解決現(xiàn)有輸電線路微風(fēng)振動(dòng)傳感器供電不可靠，受現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境和電磁環(huán)境影響較大的問題。
【IPC分類】G01H9/00
【公開號(hào)】CN204964006
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520726820
【發(fā)明人】任大鵬, 王樹威, 張婧, 張廣斌
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日