一種全光纖高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種在線檢測系統(tǒng)，尤其是一種用于高壓電纜的全光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高壓電纜絕緣故障點(diǎn)定位技術(shù)主要是采用基于離線測試的脈沖法，當(dāng)產(chǎn)生電纜故障時，先斷電，然后將電纜線路從系統(tǒng)中解開，再利用脈沖信號進(jìn)行電纜故障測距，以電纜線路的參數(shù)模型為基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場對電纜施加脈沖信號，再由電壓電流行波信號在電纜中傳播時間和速度計算出故障點(diǎn)距離。該方法存在明顯的缺點(diǎn)，在電纜發(fā)生故障后，需要把電纜接口退出運(yùn)行，然后把故障測量設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場，布置測量設(shè)備和接線，才能開始測量。
[0003]另外，基于GPS同步高壓電纜故障在線定位，由于GPS時鐘的同步性差，難以精確定位，而基于光纖傳輸?shù)臅r鐘同步的定位技術(shù)，要求定位裝置到兩傳感器模塊端光纖長度的一致，這給實際工程施工帶來不便，同時增加了光纜成本，對于定位裝置的布局帶來限制。
[0004]在電纜金屬護(hù)套環(huán)流出現(xiàn)異常時，會造成電纜絕緣局部高溫?fù)p耗發(fā)熱，加速絕緣老化，降低電纜使用壽命，嚴(yán)重時導(dǎo)致電纜發(fā)生直接擊穿接地故障，使電纜外護(hù)套破損，出現(xiàn)多點(diǎn)接地現(xiàn)象，在外護(hù)套破損后，金屬護(hù)套被腐蝕，既增加了主絕緣體老化的幾率，又易誘發(fā)局部放電和電樹枝；所以可以通過電纜溫度的監(jiān)測來間接監(jiān)測電纜金屬護(hù)套環(huán)流異常情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)中由于連接光纖的長度不同帶來時延差異而造成的定位不準(zhǔn)的問題，且需要電纜接口退出運(yùn)行，不能夠在線檢測，同時對于電纜金屬護(hù)套環(huán)流異常情況的監(jiān)測還缺乏有效的手段。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種全光纖高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括兩個電流信號調(diào)制終端、兩個電流信號解調(diào)終端、一個光纖分布式溫度解調(diào)終端、兩根連接光纖、光路切換單元、光纖時延測量器、微處理器、光纜鎖扣、測溫光纜以及GSM模塊；兩個電流信號調(diào)制終端用于連接至待檢測電纜的兩端進(jìn)行電流信號采集，并將采集到的兩路電流信號調(diào)制為兩路光信號，再通過兩根連接光纖傳輸至光路切換單元的兩個光信號輸入端；微處理器控制光路切換單元將兩根連接光纖切換連接至光纖時延測量器的測量端或兩個電流信號解調(diào)終端的輸入端；光纖時延測量器對接入的兩根連接光纖進(jìn)行時延分析獲得兩根連接光纖的時延信息，并將時延信息發(fā)送至微處理器；兩個電流信號解調(diào)終端將輸入的光信號解調(diào)為電信號，再將電信號AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器；測溫光纜沿待檢測電纜鋪設(shè)，并通過光纜鎖扣固定于待檢測電纜上；測溫光纜連接至光纖分布式溫度解調(diào)終端；光纖分布式溫度解調(diào)出測溫光纜感知的溫度信息送入微處理器；GSM模塊與微處理器相連。
[0007]采用電流信號調(diào)制終端能夠?qū)崟r在線檢測電流信號，而無需將電纜接口退出運(yùn)行，能夠提高電纜檢測的實時性和檢測效率；采用光路切換單元能夠根據(jù)檢測需要將電流信號調(diào)制終端發(fā)送的光信號送入光纖時延測量器或電流信號解調(diào)終端，從而使延時檢測和故障檢測共用連接光纖，節(jié)省了系統(tǒng)成本；采用光纖時延測量器能夠根據(jù)需要檢測由連接光纖造成的信號時延，從而有效提高故障點(diǎn)定位的精度；采用測溫光纜來對電纜的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，從而間接監(jiān)測電纜金屬護(hù)套環(huán)流異常情況，避免出現(xiàn)重大安全故障；采用GSM模塊能夠在測溫光纜監(jiān)測到局部高溫時遠(yuǎn)程快速短信提醒監(jiān)控人員，有效提高了監(jiān)控人員的排查效率。
[0008]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，電流信號調(diào)制終端包括電流傳感器以及電光轉(zhuǎn)換器；電流傳感器用于對待測電纜的電流信號進(jìn)行采集，并將采集到的電流信號發(fā)送至電光轉(zhuǎn)換器；電光轉(zhuǎn)換器將電流信號轉(zhuǎn)換為光信號，并通過連接光纖傳輸至光路切換單元的光信號輸入端。采用電流傳感器能夠?qū)崟r在線檢測被測高壓電纜上的電流信號和故障行波，且為非接觸式測量，安全性能較高。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，電流信號解調(diào)終端包括光電轉(zhuǎn)換器和AD轉(zhuǎn)換器；光電轉(zhuǎn)換器將光路切換單元輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并由AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，電流信號解調(diào)終端還包括一個連接在光電轉(zhuǎn)換器與AD轉(zhuǎn)換器之間的信號調(diào)理電路；信號調(diào)理電路將光電轉(zhuǎn)換器輸出的電信號調(diào)整至適應(yīng)于AD轉(zhuǎn)換器的工作范圍。采用信號調(diào)理電路能夠?qū)⒐怆娹D(zhuǎn)換器輸出的電信號調(diào)整至適應(yīng)于AD轉(zhuǎn)換器的工作范圍，提高定位系統(tǒng)檢測的可靠性。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，光纖時延測量器為光時域反射儀。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，光路切換單元由第一可控1X2光開關(guān)、第二可控1 X 2光開關(guān)以及第三可控1 X 2光開關(guān)構(gòu)成；第一可控1 X 2光開關(guān)和第二可控1 X 2光開關(guān)的1端口通過兩根連接光纖分別連接至兩個電流信號調(diào)制終端的輸出端，第一可控1X2光開關(guān)和第二可控光1X2開關(guān)的2端口中均有一端口連接至對應(yīng)的電流信號解調(diào)終端的輸入端；第三可控1 X 2光開關(guān)的2端口分別連接至第一可控1 X 2光開關(guān)和第二可控光1 X 2開關(guān)的2端口中的另一端口，第三可控1 X 2光開關(guān)的1端口連接至光纖時延測量器的測量端。采用三個可控1 X 2光開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)光路的可控切換，并利用第三可控1 X 2光開關(guān)將輸入的兩路光纖依次切換至光纖時延測量器，能夠避免使用昂貴的多輸入端的光纖時延測量器，有效降低了系統(tǒng)成本。
[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，還包括一個與微處理器相連的顯示屏。利用顯示屏能夠?qū)崟r顯示故障位置。
[0014]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，光纜鎖扣包括扎條、安裝在扎條一端的插口以及連接在扎條另一端的插條；在插口內(nèi)設(shè)有主棘齒，在插條上設(shè)有與主棘齒相對應(yīng)的從棘齒；在扎條的中段設(shè)有供測溫光纜嵌入的半圓環(huán)形凸起。采用半圓環(huán)形凸起能夠方便固定測溫光纜的位置，防止捆扎后出現(xiàn)位置移動影響測量效果。
[0015]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，在扎條的圈內(nèi)側(cè)設(shè)有防滑凸棱。采用防滑凸棱能夠有效防止扎條捆扎后出現(xiàn)圍繞待檢測電纜轉(zhuǎn)動的問題，增強(qiáng)了測溫光纜的定位效果Ο
[0016]本實用新型的有益效果在于:(1)采用電流信號調(diào)制終端能夠?qū)崟r在線檢測電流信號，而無需將電纜接口退出運(yùn)行，能夠提高電纜檢測的實時性和檢測效率；(2)采用光路切換單元能夠根據(jù)檢測需要先用光纖時延測量器測量兩路光纖的時延，后用電流信號解調(diào)終端進(jìn)行電流信號的解調(diào)，從而使延時檢測和故障檢測共用連接光纖，節(jié)省了系統(tǒng)成本；
(3)采用光纖時延測量器能夠根據(jù)需要檢測由連接光纖造成的信號時延，從而有效提高故障點(diǎn)定位的精度；(4)采用測溫光纜來對電纜的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，從而間接監(jiān)測電纜金屬護(hù)套環(huán)流異常情況，避免出現(xiàn)重大安全故障；(5)采用GSM模塊能夠在測溫光纜監(jiān)測到局部高溫時遠(yuǎn)程快速短信提醒監(jiān)控人員，有效提高了監(jiān)控人員的排查效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的光路切換單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型檢測獲得的故障行波示意圖；
[0020]圖4為本實用新型的光纜鎖扣結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本實用新型提供的全光纖高壓電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)包括:兩個電流信號調(diào)制終端、兩個電流信號解調(diào)終端、一個光纖分布式溫度解調(diào)終端、兩根連接光纖、光路切換單元、光纖時延測量器、微處理器、光纜鎖扣、顯示屏、測溫光纜以及GSM模塊。
[0022]其中，兩個電流信號調(diào)制終端用于連接至待檢測電纜的兩端進(jìn)行電流信號采集，并將采集到的兩路電流信號調(diào)制為兩路光信號，再通過兩根連接光纖傳輸至光路切換單元的兩個光信號輸入端；微處理器控制光路切換單元將兩根連接光纖切換連接至光纖時延測量器的測量端或兩個電流信號解調(diào)終端的輸入端；光纖時延測量器對接入的兩根連接光纖進(jìn)行時延分析獲得兩根連接光纖的時延信息，并將時延信息發(fā)送至微處理器；兩個電流信號解調(diào)終端將輸入的光信號解調(diào)為電信號，再將電信號AD轉(zhuǎn)換后送入微處理器；測溫光纜沿待檢測電纜鋪設(shè)，并通過光纜鎖扣固定于待檢測電纜上；測溫光纜連接至光纖分布式溫度解調(diào)終端；光纖分布式溫度解調(diào)出測溫光纜感知的溫度信息送入微處理器；微處理器根據(jù)輸入的延時信息和AD轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行分析計算，獲得故障位置信息；微處理器根據(jù)光纖分布式溫度解調(diào)終端輸入的溫度信息判斷是否出現(xiàn)局部高溫危險；顯示屏和GSM模塊均與微處理器相連。
[0023]電流信號調(diào)制終端一般包括電流傳感器以及電光轉(zhuǎn)換器；電流傳感器用于對待測電纜的電流信號進(jìn)行采集，并將采集到的電流信號發(fā)送至電光轉(zhuǎn)換器；電光轉(zhuǎn)換器將電流信號轉(zhuǎn)換為光信號，并通過連接光纖傳輸至光路切換單元的光信號輸入端。
[0024]電流信號解調(diào)終端一般包括光電轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換器。光電轉(zhuǎn)換器將光路切換單元輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并由AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A