專利名稱：智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輸配電網(wǎng)主要由架空輸電導(dǎo)線及地線構(gòu)成。架空輸電導(dǎo)線主要由導(dǎo)電層和支撐層 兩部分組成。導(dǎo)電層的材料包括鋁及鋁合金，支撐層的材料包括鍍鋅鋼線、鋁包鋼線和碳纖 維棒等。傳統(tǒng)的架空輸電導(dǎo)線僅能實現(xiàn)電能傳輸。專利號為02217735. 3的中國專利“一種 光纖復(fù)合架空地線”是由光纖單元和鋁包鋼線或鍍鋅鋼絲同心絞合而成，光纖復(fù)合架空地 線與架空輸電導(dǎo)線結(jié)合，可同時實現(xiàn)電能傳輸和電力通信。專利號為200420094107. 9的中 國專利“光纖復(fù)合相線”，其架空輸電導(dǎo)線內(nèi)層由光纖單元和鋁包鋼線絞合而成，外層由鋁 線絞合而成，這種光纖復(fù)合架空相線與地線結(jié)合也可同時實現(xiàn)電能傳輸和電力通信。隨著我國電網(wǎng)發(fā)展及電壓等級的提高，不僅要求電網(wǎng)具有電能傳輸及電力通信功 能，而且對電網(wǎng)自身運行的安全可靠性提出了更高的要求。在我國現(xiàn)行電網(wǎng)運行中，通過引 入光纖復(fù)合架空地線或相線，已經(jīng)同時實現(xiàn)了電能傳輸和電力通信，但還缺乏有效的手段 來保障導(dǎo)線自身運行的安全性。電網(wǎng)運行的安全可靠與否是由架空導(dǎo)線的運行狀態(tài)直接決 定的，包括導(dǎo)線運行溫度、振動頻率及振幅、弧垂、覆冰情況等。當(dāng)前國內(nèi)對于架空導(dǎo)線的監(jiān) 測僅限于導(dǎo)線局部范圍，并只能針對運行導(dǎo)線的某一個狀態(tài)參數(shù)如溫度進(jìn)行監(jiān)測，不能全 面及時地對導(dǎo)線運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測并做出反饋。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種能同時實現(xiàn)電能傳輸、電力通信和在 線監(jiān)測導(dǎo)線運行狀態(tài)等多重功能的智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的智能型架空輸電導(dǎo)線，包括導(dǎo)電層和 位于導(dǎo)電層內(nèi)的支撐層，還包括光纖單元，所述光纖單元位于架空輸電導(dǎo)線的軸線上、支撐 層內(nèi)或?qū)щ妼觾?nèi)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層為多層，每層由多根單線構(gòu)成，導(dǎo)電層為圓單線、Z型單線、T 型單線中的一種或幾種；所述支撐層為碳纖維芯棒、復(fù)合材料芯棒、多根鋼線、多根碳纖維 復(fù)合絞線中的一種；所述鋼線為鍍鋅鋼線、鍍鋅殷鋼線、鋁包鋼線、鋁包殷鋼線中的一種。本實用新型還提供一種智能型架空輸電導(dǎo)線監(jiān)測系統(tǒng)，所述的智能型架空輸電導(dǎo) 線的軸線上、支撐層內(nèi)或?qū)щ妼觾?nèi)設(shè)有光纖單元；還包括光纖傳感器，與所述光纖單元連 接，用于檢測光纖單元所攜帶的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變信號；信號處理器，與所述光纖傳感 器連接，用于采集和轉(zhuǎn)換光纖傳感器檢測到的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變信號；計算機，與信號 處理器連接，用于輸出并記錄轉(zhuǎn)換后得到的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)值。本實用新型的智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)，將光纖單元復(fù)合在架空輸電導(dǎo) 線中，并引入光纖傳感器，形成具有電能傳輸、電力通信和在線監(jiān)測導(dǎo)線運行狀態(tài)的智能型 輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1為第一種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖2為第二種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖3為第三種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖4為第四種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖5為第五種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖6為第六種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖7為第七種架空輸電導(dǎo)線截面示意圖。圖8為智能型架空輸電導(dǎo)線監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。圖中標(biāo)記1光纖單元，2支撐層、3導(dǎo)電層，4擴徑層，5架空輸電導(dǎo)線，6光纖傳感 器，7信號處理器，8計算機。
具體實施方式
如圖1所示智能型架空輸電導(dǎo)線，包括導(dǎo)電層3和位于導(dǎo)電層3內(nèi)的支撐層2，還 包括光纖單元1，光纖單元1位于支撐層2內(nèi)，導(dǎo)電層3有兩層，每層由多根圓單線構(gòu)成，支 撐層2由多根鋼線或多根碳纖維復(fù)合絞線構(gòu)成。如圖2所示，光纖單元1位于導(dǎo)電層3內(nèi)，導(dǎo)電層3有三層，每層由多根Z型單線 構(gòu)成，支撐層2由多根鋼線或多根碳纖維復(fù)合絞線構(gòu)成。如圖3所示，光纖單元1位于導(dǎo)電層3內(nèi)，導(dǎo)電層3有兩層，每層由多根T型單線 構(gòu)成，光纖單元1嵌入τ型單線中，支撐層2由碳纖維芯棒或復(fù)合材料芯棒構(gòu)成。 如圖4所示，光纖單元1位于導(dǎo)電層3內(nèi)，導(dǎo)電層3有兩層，每層由多根T型單線 構(gòu)成，光纖單元1位于相鄰兩τ型單線之間，支撐層2由碳纖維芯棒或復(fù)合材料芯棒構(gòu)成。如圖5所示，光纖單元1位于架空輸電導(dǎo)線5的軸線上，導(dǎo)電層3有兩層，每層均 由多根Z型單線構(gòu)成，架空輸電導(dǎo)線為間隙型，即導(dǎo)電層3與支撐層2或?qū)щ妼?與導(dǎo)電層 3之間存在一個或多個間隙，支撐層2由多根鋼線或多根碳纖維復(fù)合絞線構(gòu)成。如圖6所示，光纖單元1位于架空輸電導(dǎo)線5的軸線上，導(dǎo)電層3為一層，每層由 多根Z型單線構(gòu)成，架空輸電導(dǎo)線為擴徑型，即導(dǎo)電層3和支撐層2之間有一個擴徑層4，支 撐層2由多根鋼線或多根碳纖維復(fù)合絞線構(gòu)成。如圖7所示，光纖單元1位于架空輸電導(dǎo)線5的軸線上，導(dǎo)電層3為兩層，其中一 層由圓型單線構(gòu)成，另一層由Z型單線構(gòu)成，支撐層2由多根鋼線或多根碳纖維復(fù)合絞線構(gòu) 成。單線為鋁及鋁合金材料，鋼線為鍍鋅鋼線、鍍鋅殷鋼線、鋁包鋼線或鋁包殷鋼線。如圖8所示的一種智能型架空輸電導(dǎo)線監(jiān)測系統(tǒng)，包括智能型架空輸電導(dǎo)線5，智 能型架空輸電導(dǎo)線5的軸線上、支撐層2內(nèi)或?qū)щ妼?內(nèi)設(shè)有光纖單元1 ；光纖傳感器6，與 所述光纖單元1連接，用于檢測光纖單元1所攜帶的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變信號；信號處理 器7，與所述光纖傳感器6連接，用于采集和轉(zhuǎn)換光纖傳感器6檢測到的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng) 變信號；計算機8，與信號處理器7連接，用于輸出并顯示轉(zhuǎn)換后得到的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng) 變數(shù)值。[0027]光纖傳感器6與架空輸電導(dǎo)線中的光纖單元1連接后，通過光纖溫度傳感技術(shù)，可 即時在線監(jiān)測架空線的運行溫度，并可設(shè)定相應(yīng)的閥值，當(dāng)導(dǎo)線運行溫度超過該值時，可以 進(jìn)行報警；通過光纖振動傳感技術(shù)，即時在線監(jiān)測架空導(dǎo)線的振動狀況，包括振幅和振動頻 率，當(dāng)導(dǎo)線振動頻率過高或振幅過大時，可即時采取相應(yīng)措施來減緩導(dǎo)線振動，避免導(dǎo)線斷 股或斷裂；通過光纖應(yīng)力傳感技術(shù)，可即時在線監(jiān)測架空導(dǎo)線的應(yīng)力狀況，根據(jù)導(dǎo)線所受應(yīng) 力狀況與弧垂的對關(guān)系可即時監(jiān)測導(dǎo)線的弧垂?fàn)顩r，從而保證架空導(dǎo)線的運行安全；通過 光纖應(yīng)變傳感技術(shù)，可即時監(jiān)測導(dǎo)線內(nèi)的光纖應(yīng)變情況，根據(jù)光纖應(yīng)變量與覆冰厚度的對 應(yīng)關(guān)系可即時監(jiān)測導(dǎo)線的覆冰情況，可即時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行人工干預(yù)，從而保證整個 電網(wǎng)運行的安全可靠性。本實用新型涉及一種智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)，同時實現(xiàn)了電能傳輸、 電力通信和在線監(jiān)測導(dǎo)線運行狀態(tài)等多重功能。本實用新型輸電架空導(dǎo)線中引入光纖單 元，連接光纖傳感器后，通過信號采集、轉(zhuǎn)換和輸出，可以即時監(jiān)測導(dǎo)線運行狀態(tài)，包括溫 度、振動頻率及振幅、弧垂、覆冰情況等，并可以即時根據(jù)其運行狀態(tài)，對其進(jìn)行人工干預(yù)， 如調(diào)整導(dǎo)線輸送電流或張力，使運行導(dǎo)線即時適應(yīng)于環(huán)境變化，從而保證整個電網(wǎng)運行的 安全可靠性。
權(quán)利要求1.一種智能型架空輸電導(dǎo)線，包括導(dǎo)電層(3)和位于導(dǎo)電層內(nèi)的支撐層(2)，其特征 是還包括光纖單元(1)，所述光纖單元(1)位于架空輸電導(dǎo)線(5)的軸線上、支撐層(2)內(nèi) 或?qū)щ妼英莾?nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型架空輸電導(dǎo)線，其特征是所述導(dǎo)電層(3)為多層，每 層由多根單線構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型架空輸電導(dǎo)線，其特征是所述導(dǎo)電層(3)為圓單線、 Z型單線、T型單線中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型架空輸電導(dǎo)線，其特征是所述支撐層(2)為碳纖維 芯棒、復(fù)合材料芯棒、多根鋼線、多根碳纖維復(fù)合絞線中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型架空輸電導(dǎo)線，其特征是所述鋼線為鍍鋅鋼線、鍍鋅 殷鋼線、鋁包鋼線、鋁包殷鋼線中的一種。
6.一種智能型架空輸電導(dǎo)線的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的智能型架空輸電導(dǎo)線(5) 的軸線上、支撐層(2)內(nèi)或?qū)щ妼?3)內(nèi)設(shè)有光纖單元(1)；還包括光纖傳感器(6)，與所述 光纖單元(1)連接，用于檢測光纖所攜帶的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變信號；信號處理器(7)，與 所述光纖傳感器(6)連接，用于采集和轉(zhuǎn)換光纖傳感器(6)檢測到的溫度、振動、應(yīng)力、應(yīng)變 信號；計算機(8)，與信號處理器(7)連接，用于輸出并記錄轉(zhuǎn)換后得到的溫度、振動、應(yīng)力、 應(yīng)變數(shù)值。
專利摘要本實用新型提供一種智能型架空輸電導(dǎo)線及其監(jiān)測系統(tǒng)，該輸電線包括導(dǎo)電層和位于導(dǎo)電層內(nèi)的支撐層，還包括光纖單元，所述光纖單元位于架空輸電導(dǎo)線的軸線上、支撐層內(nèi)或?qū)щ妼觾?nèi)。智能型架空輸電導(dǎo)線監(jiān)測系統(tǒng)采用了所述的智能型架空輸電導(dǎo)線，利用光纖傳感技術(shù)，同時實現(xiàn)了電能傳輸、電力通信和在線監(jiān)測導(dǎo)線運行狀態(tài)等多重功能。
文檔編號G01K11/32GK201788759SQ20102052887
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者黨朋, 劉斌, 徐曉峰, 徐睿, 朱軍軍, 王晨生, 蔡西川, 鄭秋, 陸盛葉, 黃國飛 申請人:上海電纜研究所