基于opgw光纖的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種基于OPGW光纖的導(dǎo)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(jī)交互模塊、電源、存儲器、計(jì)算模塊、光電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊分別與存儲器和控制模塊連接，所述顯示模塊、人機(jī)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(zhǔn)確性。同時(shí)，本發(fā)明利用線路已有的OPGW光纖作為媒介即可得到導(dǎo)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(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電カ監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種基于OPGW (Optical FiberComposite Overhead Ground Wire,光纖復(fù)合架空地線)光纖的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測方法。
技術(shù)背景
[0002]目前，用于監(jiān)測架空導(dǎo)線覆冰的監(jiān)測裝置主要采用在固定桿塔橫擔(dān)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(cè)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(xiàn)1:《光纖中布里淵散射的機(jī)理及其應(yīng)用研究》，南京大學(xué)研究生畢業(yè)論文，2012年5月，作者王如剛。參考文獻(xiàn)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(jìn)展[J]測控技術(shù)學(xué)報(bào)，2006，16 (2).架空輸電線路設(shè)計(jì)，中國電カ出版社，2008年，作者孟遂民，孔偉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要提供一種基于OPGW光纖的導(dǎo)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(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于OPGW光纖的導(dǎo)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(jī)交互模塊、電源、存儲器、計(jì)算模塊、光電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊分別與存儲器和控制模塊連接，所述顯示模塊、人機(jī)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(shù)方案中，它還包括網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊與電網(wǎng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0006]ー種利用上述基于OPGW光纖的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測裝置的導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，并將被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力存儲在存儲器中；
[0008]步驟2:進(jìn)行被測OPGW光纖與導(dǎo)線覆冰厚度的標(biāo)定試驗(yàn)，得到被測OPGW光纖覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系，并將被測OPGW光纖覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系存儲在存儲器中；
[0009]步驟3:將變電站內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將布里淵散射的光反饋能量信號轉(zhuǎn)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(jì)算模塊；
[0013]步驟7:在計(jì)算模塊中根據(jù)現(xiàn)有OPGW光纖應(yīng)カ與布里淵散射能量的對應(yīng)關(guān)系，將布里淵散射的電反饋能量信號轉(zhuǎn)換成被測OPGW光纖承受的應(yīng)カ；
[0014]步驟8:計(jì)算模塊調(diào)取存儲器中被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，然后在計(jì)算模塊中將步驟7中得到的被測OPGW光纖承受的應(yīng)カ減去步驟I中得到的被測OPGW光纖在無覆冰情況下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，得到覆冰對被測OPGW光纖應(yīng)カ的増量；
[0015]步驟9:在計(jì)算模塊中通過被測OPGW光纖應(yīng)カ的増量得到被測OPGW光纖覆冰的
厚度；
[0016]步驟10:計(jì)算模塊調(diào)取存儲器中存儲的被測OPGW光纖覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系，計(jì)算模塊將被測OPGW光纖覆冰厚度轉(zhuǎn)換成導(dǎo)線的覆冰厚度；
[0017]步驟11:計(jì)算模塊將導(dǎo)線的覆冰厚度通過控制模塊發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示；
[0018]步驟12，人機(jī)交互模塊輸入指令操作控制模塊將導(dǎo)線的覆冰厚度通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊上傳入電網(wǎng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)。
[0019]上述技術(shù)方案中，所述被測OPGW光纖與導(dǎo)線平行布置,OPGW光纖與導(dǎo)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(yīng)カ與布里淵散射能量的對應(yīng)關(guān)系為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于OPGW光纖的導(dǎo)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(jī)交互模塊(3)、電源(4)、存儲器(5)、計(jì)算模塊(6)、光電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器(9 )連接計(jì)算模塊(6)，計(jì)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(jī)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(quán)利要求1所述的基于OPGW光纖的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測裝置，其特征在于:它還包括網(wǎng)絡(luò)通信模塊(7 )，所述控制模塊(I)通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊(7 )與電網(wǎng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)(10 )連接。
3.一種利用權(quán)利要求2所述基于OPGW光纖的導(dǎo)線覆冰在線監(jiān)測裝置的導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，并將被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力存儲在存儲器(5)中； 步驟2:進(jìn)行被測OPGW光纖(11)與導(dǎo)線覆冰厚度的標(biāo)定試驗(yàn)，得到被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系，并將被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系存儲在存儲器(5)中； 步驟3:將變電站內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)換器(9)，光電轉(zhuǎn)換器(9)將布里淵散射的光反饋能量信號轉(zhuǎn)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(jì)算模塊(6); 步驟7:在計(jì)算模塊(6)中根據(jù)現(xiàn)有OPGW光纖應(yīng)力(11)與布里淵散射能量的對應(yīng)關(guān)系，將布里淵散射的電反饋能量信號轉(zhuǎn)換成被測OPGW光纖(11)承受的應(yīng)力； 步驟8:計(jì)算模塊(6)調(diào)取存儲器(5)中被測OPGW光纖(11)在無覆冰情況下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，然后在計(jì)算模塊(6)中將步驟7中得到的被測OPGW光纖(11)承受的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，得到覆冰對被測OPGW光纖(11)應(yīng)力的增量； 步驟9:在計(jì)算模塊(6)中通過被測OPGW光纖(11)應(yīng)力的增量得到被測OPGW光纖(11)覆冰的厚度； 步驟10:計(jì)算模塊(6)調(diào)取存儲器(5)中存儲的被測OPGW光纖(11)覆冰厚度與導(dǎo)線覆冰厚度的比例關(guān)系，計(jì)算模塊(6)將被測OPGW光纖(11)覆冰厚度轉(zhuǎn)換成導(dǎo)線的覆冰厚度； 步驟11:計(jì)算模塊(6)將導(dǎo)線的覆冰厚度通過控制模塊(I)發(fā)送給顯示模塊(2)進(jìn)行顯不。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)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(jī)交互模塊(3 )輸入指令操作控制模塊(I)將導(dǎo)線的覆冰厚度通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊(7 )上傳入電網(wǎng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)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(dǎo)線平行布置，OPGW光纖(11)與導(dǎo)線之間的距離為0.4~0.6m。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)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(yīng)カ與布里淵散射能量的對應(yīng)關(guān)系為:
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)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(yīng)カ的増量與被測OPGW光纖覆冰厚度的關(guān)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(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 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(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司