本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)輸變電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種OPGW覆冰厚度測(cè)量方法及其測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：
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目前輸電線路的覆冰監(jiān)測(cè)主要還是靠人工巡檢，高壓和超高壓輸電線路分布的區(qū)域地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣，使得巡線工作非常艱苦。受傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、電源和抗強(qiáng)干擾技術(shù)等因素的制約，覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展十分緩慢。國(guó)內(nèi)外主要采用導(dǎo)線覆冰積雪自動(dòng)檢測(cè)氣象站、導(dǎo)線覆冰積雪自動(dòng)檢測(cè)及預(yù)報(bào)系統(tǒng)、桿塔荷載測(cè)量及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、輸電線路覆冰荷載遙測(cè)裝置等。這些裝置的原理是檢測(cè)導(dǎo)線覆冰后線路、導(dǎo)線及桿塔荷載的變化。模擬導(dǎo)線法是這些覆冰測(cè)量方法中較為簡(jiǎn)單的方法。模擬導(dǎo)線法是通過在覆冰站內(nèi)或者附近線路架設(shè)一段導(dǎo)線來(lái)模擬輸電線路，通過測(cè)量模擬導(dǎo)線上的覆冰厚度來(lái)估算輸電線路的覆冰情況，此方式目前應(yīng)用比較多。模擬導(dǎo)線法優(yōu)點(diǎn)原理比較簡(jiǎn)單、易于操作，但是模擬導(dǎo)線測(cè)量方法存在一些問題，首先模擬導(dǎo)線上測(cè)得的覆冰厚度通常與實(shí)際運(yùn)行導(dǎo)線上的覆冰厚度有差別；再者，隨著導(dǎo)線融冰工作的進(jìn)行，模擬導(dǎo)線上的覆冰無(wú)法同期去除，造成導(dǎo)線覆冰監(jiān)測(cè)功能的失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種OPGW覆冰厚度測(cè)量方法及其測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)光纖復(fù)合架空地線的覆冰的連續(xù)測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種OPGW覆冰厚度測(cè) 量裝置，包括融冰系統(tǒng)、與所述融冰系統(tǒng)通信連接的覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、與所述融冰系統(tǒng)通信連接的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)和融冰電路；所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與FBG光纖光柵傳感器連接；所述分布式光纖測(cè)溫系通過室外光纜與OPGW地線連接；所述融冰電路包括分別用于連接融冰系統(tǒng)與輸電相線和用于連接融冰系統(tǒng)與OPGW地線的融冰電纜和聯(lián)通輸電相線和所述OPGW地線的融冰短路線。

所述融冰系統(tǒng)、覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)均通過485總線建立通信鏈路；所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向所述融冰系統(tǒng)發(fā)出開始融冰控制指令，啟動(dòng)所述融冰系統(tǒng)并按照預(yù)設(shè)的融冰電流開始融冰，此時(shí)所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不對(duì)所述融冰系統(tǒng)進(jìn)行控制；

在所述融冰系統(tǒng)開始融冰后，所述融冰系統(tǒng)向所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)發(fā)出融冰開始指令；所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)開始對(duì)融冰系統(tǒng)進(jìn)行控制；此時(shí)進(jìn)入到監(jiān)測(cè)和采集所述OPGW地線線路融冰的溫度和判斷融冰進(jìn)度的過程中。

所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)根據(jù)所述OPGW地線線路融冰溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，向所述融冰系統(tǒng)發(fā)出增大或減少融冰電流信號(hào)。

在融冰結(jié)束后，所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)向所述融冰系統(tǒng)發(fā)出指令，控制所述融冰系統(tǒng)停止輸出電流；所述融冰系統(tǒng)向所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出融冰結(jié)束指令。

所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過所述FBG光纖光柵傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)OPGW地線線路上覆冰厚度；當(dāng)所述覆冰厚度超過警戒厚度時(shí)，所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出融冰警戒信息。

一種OPGW覆冰厚度測(cè)量方法，包括：

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)OPGW地線線路的覆冰情況；

(2)當(dāng)監(jiān)測(cè)到OPGW地線線路上覆冰厚度超過警戒厚度時(shí)，發(fā)出融冰警戒信息；

(3)根據(jù)所述融冰警戒信息，建立融冰電路；

(4)根據(jù)所述融冰電路進(jìn)行融冰；

(5)監(jiān)控和采集所述OPGW地線線路的融冰溫度和進(jìn)度；

(6)當(dāng)所述OPGW地線線路的覆冰脫落程度達(dá)到要求后，停止融冰。

在所述步驟(3)中，所述融冰電路包括融冰電纜和融冰短路線；所述融冰電纜用于連接融冰系統(tǒng)與輸電相線和連接融冰系統(tǒng)與OPGW地線；所述融冰短路線聯(lián)通所述輸電相線和所述OPGW地線。

所述融冰電路與融冰系統(tǒng)連接；通過對(duì)所述融冰系統(tǒng)的啟動(dòng)進(jìn)行融冰。

根據(jù)所述OPGW地線線路的融冰溫度實(shí)時(shí)調(diào)整所述融冰系統(tǒng)發(fā)出的融冰電流。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果

1、本發(fā)明的技術(shù)方案采用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)與覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同控制直流融冰電源，克服了模擬導(dǎo)線上測(cè)得的覆冰厚度無(wú)法與實(shí)際運(yùn)行導(dǎo)線上的覆冰厚度同期變化的問題；

2、本發(fā)明的技術(shù)方案通過分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)與覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)合判斷，解決了OPGW地線覆冰的連續(xù)監(jiān)測(cè)的難題；

3、本發(fā)明的技術(shù)方案利用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了融冰過程中的融冰溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分布式溫度監(jiān)測(cè)，可以防止光纜在超高溫時(shí)的破壞，有效保護(hù)OPGW光纜的壽命和確保光纜的安全運(yùn)行；

4、本發(fā)明的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)光纖復(fù)合架空地線的導(dǎo)線溫度監(jiān) 測(cè)與超溫報(bào)警、覆冰厚度監(jiān)測(cè)與覆冰臨界狀態(tài)報(bào)警、覆冰融化狀態(tài)監(jiān)測(cè)、光纜融冰輔助控制功能；

5、本發(fā)明的技術(shù)方案保證光纖復(fù)合架空地線的運(yùn)行可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；

其中，1-覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，2-分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，3-直流融冰電源，4-室外光纜，5-融冰電纜，6-輸電相線，7-FBG光纖光柵傳感器，8-OPGW地線，9-融冰短路線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

本例的發(fā)明提供一種OPGW覆冰厚度測(cè)量方法及其測(cè)量裝置；本發(fā)明技術(shù)方案通過光纖光柵技術(shù)實(shí)現(xiàn)的模擬導(dǎo)線覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與分布式光纖測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)合監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)光纖復(fù)合架空地線的覆冰的連續(xù)測(cè)量。本申請(qǐng)構(gòu)成的光纖復(fù)合架空地線的覆冰監(jiān)測(cè)方案可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)光纖復(fù)合架空地線的導(dǎo)線溫度監(jiān)測(cè)與超溫報(bào)警、覆冰厚度監(jiān)測(cè)與覆冰臨界狀態(tài)報(bào)警、覆冰融化狀態(tài)監(jiān)測(cè)、光纜融冰輔助控制功能等，保證光纖復(fù)合架空地線的運(yùn)行可靠性。

所述方法包括如圖2所示：

步驟一：在覆冰期，首先覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1、分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2、融冰系統(tǒng)三個(gè)主機(jī)間通過485總線建立通信鏈路。所述融冰系統(tǒng)為直流融冰電源3是主設(shè)備，覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1和分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2作為從設(shè)備。所述 直流融冰電源2發(fā)起通信聯(lián)絡(luò)喚起。

步驟二：在覆冰期，覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1連續(xù)運(yùn)行，通過掛靠在桿塔上的FBG光纖光柵傳感器7，監(jiān)測(cè)OPGW地線線路的覆冰情況。

步驟三：所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1通過FBG光纖光柵傳感器7監(jiān)測(cè)到OPGW地線線路上覆冰厚度超過警戒厚度時(shí)，立即發(fā)出融冰警戒信息，并彈出融冰電源啟動(dòng)的確認(rèn)對(duì)話框。電力公司有關(guān)人員根據(jù)需要搭建融冰電路，把融冰電纜5連接到一根輸電相線6和OPGW地線8上，同時(shí)在待融冰段的末端連接上融冰短路線9。

步驟四：在覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1上確認(rèn)直流融冰電源3啟動(dòng)的確認(rèn)對(duì)話框。覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1向直流融冰電源3發(fā)出開始融冰控制指令，啟動(dòng)直流融冰電源3按照預(yù)設(shè)的融冰電流開始融冰，覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1放棄直流融冰電源3的控制權(quán)。

步驟五：在直流融冰電源3開始融冰后，直流融冰電源3立即向分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2發(fā)出融冰開始指令。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2獲取直流融冰電源3的控制權(quán)，進(jìn)入到融冰線路的溫度監(jiān)測(cè)和融冰進(jìn)度的判斷過程中。

步驟六：在融冰過程中，分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2與直流融冰電源3不斷雙向通信。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2根據(jù)OPGW地線8融冰溫度實(shí)時(shí)調(diào)整融冰策略，向直流融冰電源3發(fā)出增大或減少融冰電流信號(hào)，保障OPGW地線8處在最佳融冰狀態(tài)。

步驟七：分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2監(jiān)測(cè)OPGW地線的8溫度變化情況，根據(jù)采集的覆冰OPGW地線8上的溫度信息判斷覆冰融化進(jìn)展。在OPGW地線8覆冰脫落程度達(dá)到一定要求后，判定融冰結(jié)束。然后所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2發(fā)出指令，控制直流融冰電源3停止輸出電流，融冰結(jié)束。

步驟八：在本次融冰結(jié)束之后，直流融冰電源3向覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1發(fā)出融冰結(jié)束指令，告訴覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1OPGW地線8脫冰完成。覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1立即進(jìn)入新的覆冰厚度監(jiān)測(cè)周期，在已有冰厚的基礎(chǔ)上，重新計(jì)算模擬導(dǎo)線上覆冰厚度增長(zhǎng)情況。進(jìn)入步驟一至步驟八所述過程。

步驟九：當(dāng)氣象條件轉(zhuǎn)好，有關(guān)工作人員決定拆除融冰電路，此時(shí)覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1進(jìn)入獨(dú)立監(jiān)測(cè)期。停止冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2、直流融冰電源3三者間的通信。

所述測(cè)量裝置包括如圖1所示：

覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1、分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2、直流融冰電源3、室外光纜4、融冰電纜5、輸電相線6、FBG光纖光柵傳感器7、OPGW地線8和融冰短路線9。所述OPGW地線8含有測(cè)溫用多?；騿文９饫w，并且經(jīng)過絕緣化改造后與桿塔是絕緣的。所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2和OPGW地線8通過室外光纜4連接。所述分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)2與直流融冰電源3雙向通信，傳輸控制信號(hào)。所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1與直流融冰電源3雙向通信，傳輸控制信號(hào)。所述覆冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1與FBG光纖光柵傳感器7連接。所述直流融冰電源3通過融冰電纜5相連接OPGW地線8和一相輸電相線6。在融冰的時(shí)候，融冰短路線9負(fù)責(zé)聯(lián)通OPGW地線8和輸電相線6。

在本申請(qǐng)中應(yīng)用的分布式光纖測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于光纖拉曼散射現(xiàn)象(RAMAN)和光時(shí)域反射(OTDR)的實(shí)時(shí)、在線、連續(xù)溫度測(cè)量技術(shù)。所述分布式光纖測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備高空間分辨率、高測(cè)溫準(zhǔn)確度、高定位準(zhǔn)確度。其特點(diǎn)是：可靠性高、誤報(bào)率低、不受電磁干擾、組網(wǎng)能力強(qiáng)、易于集成、擴(kuò)展方便、智能化程度高、便于調(diào)試、維護(hù)和管理、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù) 成本低。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。