專利名稱：輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及一種Hr電線路《瓜垂在線 監(jiān)測(cè)系纟充。
背景技術(shù)：
導(dǎo)線弧垂是輸電線路設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要指標(biāo)，關(guān)系到輸電線路 的運(yùn)行安全?；〈惯^大不但限制線路的輸送能力，還容易造成接地 短路事故，因此對(duì)輸電線路弧垂進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并且預(yù)警具有重大的意義。
現(xiàn)有4支術(shù)4是供了 一種對(duì)弧垂的在線監(jiān)測(cè)方法，通過電阻應(yīng)變計(jì) 式稱重系統(tǒng)測(cè)量導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的張力，進(jìn)而獲得導(dǎo)線弧垂。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有才支術(shù)中測(cè)量弧垂的稱重 系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變4義測(cè)量的導(dǎo)線張力，電阻應(yīng)變4義的電橋平銜1交 難，難以持久地對(duì)導(dǎo)線弧垂進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn) 有技術(shù)中測(cè)量弧垂的稱重系統(tǒng)釆用電阻應(yīng)變儀測(cè)量的導(dǎo)線張力，電阻應(yīng)變儀的電橋平衡-專交難，難以持久地^"導(dǎo)線f瓜垂進(jìn)4亍準(zhǔn)確測(cè)量的問題。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了 一種輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
模塊圖，包括光纖光柵傳感模塊、傳輸模塊和計(jì)算^^莫塊，其中
光纖光柵傳感才莫塊，用于測(cè)量輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度 參量，并對(duì)導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量進(jìn)行模擬信號(hào)數(shù)字化；
傳輸模塊，用于將光纖光柵傳感模塊得到的數(shù)字化的導(dǎo)線應(yīng)變 和溫度參量傳輸?shù)接?jì)算模塊；
計(jì)算模塊，用于根據(jù)數(shù)字化的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量計(jì)算得 到輸電線^各的導(dǎo)線弧垂。
在上述實(shí)施例中，通過采用光纖光^"測(cè)量稱重傳感器內(nèi)彈性體 的應(yīng)變和溫度參量，并進(jìn)而根據(jù)絕緣子串所受拉力和溫度參量計(jì)算 得到輸電線路的導(dǎo)線弧垂，由于采用光纖光柵傳感測(cè)量，性能較穩(wěn) 定，可以長期對(duì)輸電線路的導(dǎo)線弧垂進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，克服了現(xiàn)有 ，技術(shù)中測(cè)量弧垂的稱重系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變4義測(cè)量的導(dǎo)線張力，電阻 應(yīng)變儀的電橋平纟軒較難，難以持久地對(duì)導(dǎo)線弧垂進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的問 題。


此處所說明的附圖用來沖是供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申 請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并 不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)才莫塊圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖光柵傳感才莫塊連接示 意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖光柵應(yīng)變片和溫度補(bǔ) 償盤片粘貼位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)模塊圖，包括光纖光柵傳感模塊IO、傳輸模塊20和計(jì)算模 塊30，其中
光纖光4冊(cè)傳感才莫塊10,用于測(cè)量輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫 度參量，并對(duì)導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量進(jìn)行模擬信號(hào)數(shù)字化；
傳輸模塊20,用于將光纖光柵傳感才莫塊10得到的凄t字化的導(dǎo) 線應(yīng)變參量和溫度參量傳輸?shù)接?jì)算一莫塊；
計(jì)算模塊3 0，用于根據(jù)數(shù)字化的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量計(jì)算 得到輸電線^^的導(dǎo)線弧垂。
在本實(shí)施例中，通過采用光纖光4冊(cè)測(cè)量才莫塊對(duì)輸電線^各的導(dǎo)線 應(yīng)變參量和溫度參量進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)而才艮據(jù)^t字化的導(dǎo)線應(yīng)變參量 和溫度參量計(jì)算得到輸電線路的導(dǎo)線弧垂，由于采用光纖光柵傳感 測(cè)量，性能較穩(wěn)定，可以長期對(duì)輸電線路的導(dǎo)線弧垂進(jìn)4于準(zhǔn)確地測(cè) 量，克月l了現(xiàn)有4支術(shù)中測(cè)量弧垂的稱重系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變4義測(cè)量的 導(dǎo)線張力，電阻應(yīng)變儀的電橋平衡較難，難以持久地對(duì)導(dǎo)線弧垂進(jìn) 行準(zhǔn)確測(cè)量的問題。優(yōu)選地，在上述輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，光纖光才冊(cè)傳感 模塊設(shè)置在輸電線路的絕緣子串與掛板之間，取代了現(xiàn)有技術(shù)中金
具中的球型掛環(huán)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖光柵傳 感模塊連接示意圖，如圖2所示，光纖光柵傳感模塊的兩端接頭形 式和球型掛環(huán)一樣，高度尺寸也和球型掛環(huán)一致，光纖光柵傳感模 塊的拉力強(qiáng)度滿足金具標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，在線路不停電的條件下，把光纖 光柵傳感模塊安裝在掛板和絕緣子串之間。
優(yōu)選地，在上述l命電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，光纖光4冊(cè)傳感 模塊具體包括彈性體、光纖光柵應(yīng)變片、溫度補(bǔ)償片、封裝單元 和光纖光柵解調(diào)單元，其中，光纖光柵應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償片分別固 定連4妄在彈性體之上，分別用于測(cè)量輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫 度參量；金屬密封單元，用于密封固定在一起的彈性體、光纖光柵 應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償片；光纖光柵解調(diào)單元設(shè)置在金屬密封單元內(nèi)， 用于對(duì)導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量進(jìn)行4莫擬信號(hào)數(shù)字化。在本實(shí)施例 中，用金屬密封單元把彈性體密封起來，使光纖光柵應(yīng)變片不受惡 劣環(huán)境影響和電磁干擾。光纖光柵傳感才莫塊測(cè)量的光學(xué)信號(hào)通過光 纖進(jìn)入光纖光柵解調(diào)單元，用于解調(diào)光學(xué)信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行處理得到 凄t字化的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量。
優(yōu)選地，在上述輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，彈性體為四柱 形整體結(jié)構(gòu)的合金鋼材，減少了在大載荷或沖擊載荷下面的變 形，改善了測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量性能。
優(yōu)選地，在上述輸電線^各弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，光纖光4冊(cè)應(yīng)變 片的數(shù)目為3個(gè)，溫度補(bǔ)償片的數(shù)目為l個(gè)，其中，光纖光柵應(yīng)變 片和溫度補(bǔ)償片分別固定在彈性體的四個(gè)柱上。在本實(shí)施例中，利 用光纖光^冊(cè)分布式測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)4于3點(diǎn)分布測(cè)量，可以克月良溫度 的影響，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)承受垂直于彈性體中心的外載 荷時(shí)，載荷在四柱上均勻分布；當(dāng)受到附加載荷或力矩作用時(shí)，每根柱的受載大小不同，用以抵消各種力學(xué)干擾所產(chǎn)生的附加載荷或 力矩，減少了彈性體的不規(guī)則變形量。
優(yōu)選地，在上述輸電線;洛弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，固定連接為采 用膠水粘貼或激光焊接，光纖光柵應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償片固化在彈性 體上，當(dāng)彈性體受到拉伸時(shí)，其變形傳遞到光纖光柵應(yīng)變片上。圖 3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖光柵應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償盤片 粘貼位置示意圖。
例如，用注射器滴15ml航空膠水在光纖光斥冊(cè)應(yīng)變片或溫度補(bǔ) 償片上，然后滑動(dòng)針頭使膠水均勻，完全粘貼在彈性體上，固化24 小時(shí)；或者采用C02激光焊-接方法，通過32點(diǎn)無縫焊4^使光纖光 柵應(yīng)變片或溫度補(bǔ)償片緊密固定在彈性體上。
優(yōu)選地，在上述輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，傳輸才莫塊采用 GPRS/CDMA DTU系統(tǒng)將解調(diào)后的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量發(fā)送 到位于中心監(jiān)控站所述計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)做好EMC屏蔽設(shè) 備，防止，#電線3各的工頻交流電》茲場(chǎng)影響4專^^殳備。
優(yōu)選地，在上述輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，計(jì)算模塊對(duì)傳 感器測(cè)量到應(yīng)變進(jìn)行溫度補(bǔ)償，然后計(jì)算得到光纖光柵傳感模塊所 處位置所受的拉力，并根據(jù)拉力的大小計(jì)算輸電線路的導(dǎo)線弧垂。
優(yōu)選地，在上述輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還包括報(bào)警 模塊，用于當(dāng)計(jì)算模塊計(jì)算得到的導(dǎo)線弧垂大于預(yù)先設(shè)定的閾值 時(shí)，發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，在中心監(jiān)控站，設(shè)置好存儲(chǔ)時(shí)間周期，以便 后期的數(shù)據(jù)處理。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下 技術(shù)效果(1)輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適合與各種氣候測(cè)量，抗電磁干擾，利于長期監(jiān)測(cè)；(2)采用光纖光柵技術(shù)，突破了電阻 應(yīng)變稱重系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量的缺陷，而且實(shí)3見簡(jiǎn)《更，能進(jìn)4亍實(shí) 時(shí)對(duì)比測(cè)量；(3)在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量 精度較高、速度較快、頻率響應(yīng)較好、長期性能穩(wěn)定，(4)測(cè)量得 到的應(yīng)變通過凄t字化傳輸，光輸電線路纟瓜垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不受光源 的光強(qiáng)波動(dòng)、光纖連接及耦合損耗、以及光波偏振態(tài)的變化等因素 的影響；(5)測(cè)量靈敏度較好、分辨率較高。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā) 明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn) 等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括光纖光柵傳感模塊、傳輸模塊和計(jì)算模塊，其中所述光纖光柵傳感模塊，用于測(cè)量所述輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量，并對(duì)所述導(dǎo)線應(yīng)變參量和所述溫度參量進(jìn)行模擬信號(hào)數(shù)字化；所述傳輸模塊，用于將所述光纖光柵傳感模塊得到的數(shù)字化的所述導(dǎo)線應(yīng)變參量和所述溫度參量傳輸?shù)剿鲇?jì)算模塊；所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)數(shù)字化的所述導(dǎo)線應(yīng)變參量和所述溫度參量計(jì)算得到所述輸電線路的導(dǎo)線弧垂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述光纖光柵傳感模塊設(shè)置在所述輸電線路的絕緣子串與 掛4反之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述光纖光柵傳感模塊具體包括彈性體、光纖光柵應(yīng)變 片、溫度補(bǔ)償片、封裝單元和光纖光柵解調(diào)單元，其中所述光纖光柵應(yīng)變片和所述溫度補(bǔ)償片分別固定連接在 所述彈性體之上，分別用于測(cè)量所述輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量；所述金屬密封單元，用于密封固定在一起的所述彈性體、 所述光纖光柵應(yīng)變片和所述溫度補(bǔ)償片；所述光纖光柵解調(diào)單元設(shè)置在所述金屬密封單元內(nèi)，用 于對(duì)所述導(dǎo)線應(yīng)變參量和所述溫度參量進(jìn)4亍模擬4言號(hào)凄史字化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述彈性體為四柱形整體結(jié)構(gòu)的合金鋼材。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述光纖光柵應(yīng)變片的數(shù)目為3個(gè)，所述溫度補(bǔ)償片的數(shù) 目為1個(gè)，其中所述光纖光^t應(yīng)變片和所述溫度補(bǔ)償片分別固定在所述 彈性體的四個(gè)柱上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述固定連接為采用膠水粘貼或激光焊接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸才莫塊采用GPRS/CDMA DTU系統(tǒng)將解調(diào)后的所述導(dǎo)線應(yīng)變參量和所述溫度參量發(fā)送到位于中心監(jiān)控站所述 計(jì)算模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述計(jì)算模塊對(duì)所述光纖光柵傳感模塊測(cè)量到的所述導(dǎo)線 應(yīng)變參量進(jìn)行溫度補(bǔ)償，計(jì)算得到所述光纖光柵傳感沖莫所處位 置所受的拉力，并根據(jù)所述拉力的大小計(jì)算所述輸電線路的導(dǎo) 線弧垂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，還包才舌報(bào)警模塊，用于當(dāng)所述計(jì)算模塊計(jì)算得到的所述導(dǎo)線弧 垂大于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，發(fā)出警報(bào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輸電線路弧垂在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊圖，包括光纖光柵傳感模塊、傳輸模塊和計(jì)算模塊，其中，光纖光柵傳感模塊，用于測(cè)量輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量，并對(duì)導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量進(jìn)行模擬信號(hào)數(shù)字化；傳輸模塊，用于將光纖光柵傳感模塊得到的數(shù)字化的導(dǎo)線應(yīng)變和溫度參量傳輸?shù)接?jì)算模塊；計(jì)算模塊，用于根據(jù)數(shù)字化的導(dǎo)線應(yīng)變參量和溫度參量計(jì)算得到輸電線路的導(dǎo)線弧垂。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量弧垂的稱重系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變儀測(cè)量的導(dǎo)線張力，電阻應(yīng)變儀的電橋平衡較難，難以持久地對(duì)導(dǎo)線弧垂進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的問題。
文檔編號(hào)G01B11/02GK101619963SQ20091008944
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者全江濤, 李成榕, 程養(yǎng)春, 馬國明 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué);國家電網(wǎng)公司