專利名稱：一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高壓電纜的負(fù)荷大，發(fā)熱量高，其表面溫度能夠比較真實(shí)的反映電纜的實(shí)際運(yùn)行情況，如過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、電纜線路絕緣故障等?；跍囟刃畔?duì)線路進(jìn)行在線運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)電纜日常檢修與維護(hù)、電纜故障預(yù)警與診斷、線路事故排查與應(yīng)急的重要手段。同時(shí)，通過(guò)電纜溫度，結(jié)合日照、環(huán)境溫度和風(fēng)力等的傳感器數(shù)據(jù)，可精確分析計(jì)算電纜的最大允許載流量，為合理配置負(fù)荷提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。光纖復(fù)合相線(OPPC)是在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中嵌入光纖單元的一種新型特種光纜，它充分利用了電力系統(tǒng)自身的線路資源，具有傳輸電能與通信業(yè)務(wù)的雙重功能。在我國(guó)現(xiàn)行電網(wǎng)中，輸電線路電流一般都米用三相電力系統(tǒng)傳輸，用OPPC替代三相中的一相，形成由兩根導(dǎo)線和一根OPPC組合而成的三相電力系統(tǒng)，不需要另外架設(shè)通信線路就可以解決電網(wǎng)的自動(dòng)化、調(diào)度、保護(hù)等問(wèn)題。因此，OPPC技術(shù)提供了另一種電力通信解決方案。OPPC光纜充分利用電力系統(tǒng)的特有資源(輸電線路、桿塔等)，與電力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合在一起建設(shè)，施工速度快，工期短，采用OPPC光纜可優(yōu)化輸電線路設(shè)計(jì)，能充分利用輸電線路資源，避免了在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容、短路、雷擊等方面與外界的矛盾；0PPC光纜的建設(shè)不會(huì)給輸電線路增加額外負(fù)擔(dān)，降低了人為破壞的可能性。另外由于OPPC采用截面大的良導(dǎo)體材料制造，能承受的短路電流比OPGW光纜大；同時(shí)OPPC安裝時(shí)不一定在桿塔的最上方，所以不易遭雷擊，避免了像OPGW由落雷引起的斷芯、斷股的事故。IlOkV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng) 網(wǎng)線路沒(méi)有架空地線，該電網(wǎng)架空導(dǎo)線對(duì)地面的常規(guī)距離已按設(shè)計(jì)選定。過(guò)去建設(shè)時(shí)不可能考慮光纖通信的要求，現(xiàn)在架設(shè)ADSS時(shí)，對(duì)地安全距離不夠，掛點(diǎn)距離偏高，只有選擇OPPC最為合適。對(duì)于高電壓等級(jí)的輸電線路，OPPC仍然具有應(yīng)用的空間和可能性，國(guó)外已經(jīng)有了應(yīng)用實(shí)例。目前高壓電纜包括電纜和架空導(dǎo)線的溫度在線監(jiān)測(cè)通常分散安裝各種接觸式和非接觸式傳感器，使用無(wú)線通信技術(shù)傳輸信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)由于電源、絕緣、通信傳輸?shù)葐?wèn)題，不易實(shí)施。本實(shí)用新型專利根據(jù)輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)需求，以及OPPC應(yīng)用，結(jié)合拉曼散射分布式光纖傳感技術(shù)原理，設(shè)計(jì)一種用于光纖復(fù)合相線(OPPC)在線溫度監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)。本實(shí)用新型結(jié)合OPPC和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)輸電、測(cè)溫、通信三種功能。提升輸電系統(tǒng)智能化程度。相關(guān)中國(guó)專利ZL200920289025.2 一種應(yīng)用于光纖復(fù)合相線OPPC的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置，由基于布里淵散射的分布式光纖系統(tǒng)B0TDR、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、傳導(dǎo)光纖及其接頭盒和光纖復(fù)合相線OPPC組成，可完成對(duì)OPPC應(yīng)力應(yīng)變異常點(diǎn)監(jiān)測(cè)；相關(guān)中國(guó)專利ZL200910175452分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)用新型包括單片機(jī)控制板、光纖溫度場(chǎng)信息采集模塊、光電探測(cè)器和電路信號(hào)后處理模塊，可完成對(duì)測(cè)溫光纜的溫度監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)OPPC溫度監(jiān)測(cè)。中國(guó)專利ZL201110007053.2基于分布式光纖測(cè)溫方法的電纜載流量監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，測(cè)溫光纖直接接觸電纜表面，使用的測(cè)量方法不能用于OPPC溫度監(jiān)測(cè)。美國(guó)專利US7412117 (PCT/GB2004/004383)Apparatus and method for distributed temperaturesensing,并沒(méi)有考慮OPPC線路復(fù)雜熱傳導(dǎo)特點(diǎn)，沒(méi)有考慮到架空光纜多點(diǎn)接續(xù)的特殊性倉(cāng)泛。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)運(yùn)行的OPPC光纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)分區(qū)監(jiān)測(cè)，為輸電線故障預(yù)警、動(dòng)態(tài)增容等應(yīng)用提供準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括OPPC光纜1、光單元1、光纜接頭盒3、引入光纜4、測(cè)溫主機(jī)5和監(jiān)控計(jì)算機(jī)6 ;所述OPPC光纜1、光單元1、光纜接頭盒3、引入光纜4和測(cè)溫主機(jī)5依次連接；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)6與測(cè)溫主機(jī)5連接。其中，所述OPPC光纜I包括至少一層 鋼芯11、至少一個(gè)光單元II和至少一層鋁線13 ;所述至少一層鋼芯11和至少一個(gè)光單元II構(gòu)成OPPC光纜的中心加強(qiáng)芯；所述至少一層鋁線13均勻設(shè)置在中心加強(qiáng)芯外層。其中，所述鋼芯11采用鋁包鋼線或鍍鋅鋼線；所述光單元II為不銹鋼管光單元；所述鋁線13或?yàn)殇X合金。其中，所述光單元I和光單元II包括光纖和保護(hù)材料；所述光纖包括測(cè)溫光纖和通信光纖；所述測(cè)溫光纖和通信光纖在鋼管中阻水材料油膏填充固定；所述測(cè)溫光纖采用多模62.5/125或50/125微米光纖；所述保護(hù)材料米用金屬或非金屬。其中，集成測(cè)溫光纖的OPPC光纜I應(yīng)用在10kV_500kV不同電壓等級(jí)。其中，所述OPPC光纜I的測(cè)溫光纖與光單元I的測(cè)溫光纖連接；所述光單元I的測(cè)溫光纖與所述光纜接頭盒3連接。其中，所述光纜接頭盒3用于完成OPPC光纜的光電分離，并把所述OPPC光纜I的測(cè)溫光纖和光單元I的測(cè)溫光纖與引入光纜4對(duì)接。其中，所述引入光纜4采用衰減為3db/公里的光纖，所述引入光纜4傳輸與測(cè)溫主機(jī)5中激光器發(fā)射的激光源匹配。其中，所述測(cè)溫主機(jī)5包括激光器51、光源放大器52、波分復(fù)用器53、邏輯觸發(fā)電路54、控制芯片55、光電轉(zhuǎn)換器56、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57、模擬信號(hào)處理器58和通信接口 59 ；所述激光器51的光源信號(hào)經(jīng)光源放大器52、波分復(fù)用器53和光電轉(zhuǎn)換器56傳遞給模擬信號(hào)處理器58 ；所述模擬信號(hào)處理器58將信號(hào)處理后傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57 ；所述控制芯片55分別與光源放大器52、邏輯觸發(fā)電路54和模擬信號(hào)處理器58通信;所述邏輯觸發(fā)電路54分別與激光器51和模數(shù)轉(zhuǎn)換才57通信；所述通信接口 59與控制芯片55相互通信。[0022]其中，所述激光器51發(fā)射激光源，所述激光源采用長(zhǎng)波設(shè)計(jì)；所述激光器51中包括驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路用于降低噪聲并提高驅(qū)動(dòng)功率。其中，所述光源放大器52采用摻鉺光纖放大器；所述波分復(fù)用器53完成入射光發(fā)射和反射光接收。其中，所述邏輯觸發(fā)電路54向激光器提供調(diào)制信號(hào)，所述調(diào)制信號(hào)采用寬度為IOns以上的電脈沖序列；所述控制芯片55包括存儲(chǔ)器。其中，所述光電轉(zhuǎn)換器56采用雪崩二極管，用于實(shí)現(xiàn)反射光到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述反射光包括斯托克斯光和方斯托克斯光；所述模擬信號(hào)處理器58完成電流信號(hào)到電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換，并把電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與控制芯片之間采用并行接口連接。其中，所述通信接口 59采用以太網(wǎng)或串口通信方式；所述傳感數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述通信接口實(shí)時(shí)輸入并存儲(chǔ)到控制芯片的存儲(chǔ)器中；所述傳感數(shù)據(jù)信號(hào)包括環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度和風(fēng)速信號(hào)。其中，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)6用于完成對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)分析，并提供給載流量評(píng)估系統(tǒng)和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是:1、本發(fā)明提供的用于光纖復(fù)合相線的溫度檢測(cè)方法，基于光纖復(fù)合相線溫度常模型；獲得的OPPC光纜溫度準(zhǔn)確性高；
·[0031]2、本發(fā)明提供的用于光纖復(fù)合相線的溫度檢測(cè)方法，根據(jù)測(cè)量的距離、光纖溫度，得到的實(shí)際電流，判斷所述電流值和測(cè)溫光纖溫度的邏輯關(guān)系，為推到環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、風(fēng)速多種因素影響提供基礎(chǔ)；3、本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一根導(dǎo)線完成輸電、通信、測(cè)溫三種功能，提高了 OPPC光纜應(yīng)用的綜合性能；4、本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，考慮環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、風(fēng)速多種因素對(duì)OPPC光纜測(cè)溫光纖的影響，有效提高輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器的性能。

圖1是本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖；其中:1-0PPC光纜；2_光單元I ;3_光纜接頭盒；4_引入光纜；5_測(cè)溫主機(jī)；圖2是本實(shí)用新型提供的集成測(cè)溫光纖的OPPC光纜I的示意圖；其中:11_鋼芯；12-光單元II ;13_鋁線；圖3是本實(shí)用新型提供的測(cè)溫主機(jī)5的原理圖；圖4是本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖如圖1所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括OPPC光纜1、光單元1、光纜接頭盒3、引入光纜4、測(cè)溫主機(jī)5和監(jiān)控計(jì)算機(jī)6 ;OPPC光纜1、光單元1、光纜接頭盒3、引入光纜4和測(cè)溫主機(jī)5依次連接；監(jiān)控計(jì)算機(jī)6與測(cè)溫主機(jī)5連接。本實(shí)用新型提供的集成測(cè)溫光纖的OPPC光纜I如圖2所示，OPPC光纜I包括至少一層鋼芯11、至少一個(gè)光單元II和至少一層鋁線13 ;所述至少一層鋼芯11和至少一個(gè)光單元II構(gòu)成OPPC光纜的中心加強(qiáng)芯；至少一層鋁線13均勻設(shè)置在中心加強(qiáng)芯外層。鋼芯11采用鋁包鋼線或鍍鋅鋼線；所述光單元II為不銹鋼管光單元；所述鋁線13或?yàn)殇X合金。光單元I和光單元II包括光纖和保護(hù)材料；光纖包括測(cè)溫光纖和通信光纖；測(cè)溫光纖和通信光纖在鋼管中阻水材料油膏填充固定；測(cè)溫光纖采用多模62.5/125或50/125微米光纖；保護(hù)材料采用金屬或非金屬。整個(gè)OPPC光纜截面含有不同熱傳遞性能的材料，以及集膚效應(yīng)等是影響OPPC光纜測(cè)溫暫態(tài)性能的關(guān)鍵。光纖的損耗系數(shù)和散射系數(shù)優(yōu)化后提高了散射光的強(qiáng)度。高壓架空(220kV及以上)線每相一般采用多分離導(dǎo)線，帶來(lái)的OPPC和其非OPPC的性能匹配問(wèn)題，為了保持相同的載流量和三相電氣平衡，必須要盡量保證OPPC與配合導(dǎo)線的直徑、抗拉強(qiáng)度、重量、直流電阻等相似。集成測(cè)溫光纖的OPPC光纜I應(yīng)用在10kV_500kV不同電壓等級(jí)。OPPC光纜I的測(cè)溫光纖與光單元I的測(cè)溫光纖連接；光單元I的測(cè)溫光纖與所述光纜接頭盒3連接。光單元的保護(hù)材料可以是金屬的，也可以是非金屬的，非金屬可構(gòu)成OPPC光纜的承力部分，金屬保護(hù)材料也可組成OPPC光纜傳輸電流的部分。光單元I是能容納光纖，且能保護(hù)光纖免受環(huán)境變化、外力、長(zhǎng)期與短期的熱效應(yīng)、潮氣等原因引起的損壞。光單元I可以包含金屬管、塑料管、帶槽的骨架或合適的阻水材料作為保護(hù)結(jié)構(gòu)，測(cè)溫OPPC中使用鋼管作為光纖保護(hù)。光纜接頭盒3用于完成OPPC光纜的光電分離，并把所述OPPC光纜I的測(cè)溫光纖和光單元I的測(cè)溫光纖與引入光纜4對(duì)接。光纜接頭盒是測(cè)溫主機(jī)5測(cè)溫距離的起點(diǎn)。引入光纜 4采用衰減為3db/公里的光纖，引入光纜4傳輸與測(cè)溫主機(jī)5中激光器發(fā)射的激光源匹配。本實(shí)用新型提供的測(cè)溫主機(jī)原理如圖3所示，測(cè)溫主機(jī)5包括激光器51、光源放大器52、波分復(fù)用器53、邏輯觸發(fā)電路54、控制芯片55、光電轉(zhuǎn)換器56、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57、模擬信號(hào)處理器58和通信接口 59 ;測(cè)溫主機(jī)5根據(jù)光纜段接續(xù)點(diǎn)數(shù)量，以及光纜接頭盒3、引入光纜4和OPPC光纜I的光性能傳輸參數(shù)，考慮在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分散性的影響，評(píng)估雙向衰減，優(yōu)化調(diào)整激光發(fā)射源參數(shù)，提高測(cè)量的溫度精度和距離定位精度。測(cè)溫主機(jī)5單獨(dú)設(shè)計(jì)邏輯觸發(fā)電路，有效保證模數(shù)轉(zhuǎn)換和激光源發(fā)射脈沖同步。激光器51的光源信號(hào)經(jīng)光源放大器52、波分復(fù)用器53和光電轉(zhuǎn)換器56傳遞給模擬信號(hào)處理器58 ;模擬信號(hào)處理器58將信號(hào)處理后傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57 ;控制芯片55分別與光源放大器52、邏輯觸發(fā)電路54和模擬信號(hào)處理器58通信；邏輯觸發(fā)電路54分別與激光器51和模數(shù)轉(zhuǎn)換才57通信；通信接口 59與控制芯片55相互通信。激光器51發(fā)射激光源，所述激光源采用長(zhǎng)波設(shè)計(jì)，光放大器可根據(jù)控制芯片反饋的散射光參數(shù)自動(dòng)調(diào)整；所述激光器51中包括驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路用于降低噪聲并提高驅(qū)動(dòng)功率。光源放大器52米用摻鉺光纖放大器；波分復(fù)用器53完成入射光發(fā)射和反射光接收。波分復(fù)用器53的作用是將信號(hào)光耦合進(jìn)光纖，將散射光中的瑞利散射、布里淵散射以及端面噪聲濾除，并將斯托克斯光和反斯托克斯光區(qū)分開(kāi)，光纖中的背向散射光經(jīng)過(guò)波分復(fù)用后被分成兩路，斯托克斯光和反斯托克斯光，波分復(fù)用器53是通過(guò)使用性質(zhì)不同的濾波片的組合來(lái)達(dá)到濾出拉曼光譜的目的，在玻璃的光滑表面上涂鍍一層折射率和厚度都均勻的透明介質(zhì)薄膜來(lái)達(dá)到對(duì)不同波長(zhǎng)的增透或增反效果。邏輯觸發(fā)電路54實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射和模數(shù)轉(zhuǎn)換的同步，向激光器提供調(diào)制信號(hào)，所述調(diào)制信號(hào)采用寬度為IOns以上的電脈沖序列；控制芯片55完成幾個(gè)關(guān)鍵模塊之間的協(xié)調(diào)控制，多種傳感信息的融合計(jì)算，控制芯片55包括存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)通信接口 59傳輸來(lái)的傳感數(shù)據(jù)信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換器56采用雪崩二極管，用于實(shí)現(xiàn)反射光到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述反射光包括斯托克斯光和方斯托克斯光；模擬信號(hào)處理器58完成電流信號(hào)到電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換，并把電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路57采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與控制芯片之間采用并行接口連接。提高采樣的響應(yīng)速度。通信接口 59采用以太網(wǎng)或串口通信方式；傳感數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述通信接口實(shí)時(shí)輸入并存儲(chǔ)到控制芯片的存儲(chǔ)器中；完成多傳感信息融合處理。傳感數(shù)據(jù)信號(hào)包括環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度和風(fēng)速信號(hào)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)6用于完成對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)分析，并提供給載流量評(píng)估系統(tǒng)和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。所述在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別與載流量評(píng)估系統(tǒng)和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接。針對(duì)在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本實(shí)用新型還提供用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)方法，流程如圖4所示，該方法包括下述步驟:A、采集所述光單元II或光單元I各距離點(diǎn)測(cè)溫光纖溫度:各距離點(diǎn)的范圍在0.5m_lm之間；所述測(cè)溫主機(jī)5測(cè)溫通道的測(cè)量時(shí)間為40s ；所述測(cè)溫光纖溫度對(duì)應(yīng)各距離點(diǎn)的坐標(biāo)值以40秒不斷刷新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù):(X1, T1), (X2, T2),(X3，T3)...(Xn, Tn)其中:X表示距離汀表示溫度A為第一個(gè)距離點(diǎn)的距離J1得到第一個(gè)距離點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的測(cè)溫光纖溫度；x2為第二個(gè)距離點(diǎn)的距離；τ2得到第二個(gè)距離點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的測(cè)溫光纖溫度；x3為第三個(gè)距離點(diǎn)的距離；τ3得到第三個(gè)距離點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的測(cè)溫光纖溫度；Χη為第η個(gè)距離點(diǎn)的距離；Τη得到第η個(gè)距離點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的測(cè)溫光纖溫度；η為總的測(cè)量距離對(duì)距離分辨率的倍數(shù)取整。B、所述步驟A的測(cè)溫光纖溫度和所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)6的電流值數(shù)據(jù)映射:輸入實(shí)際電流值I，得到包括距離點(diǎn)、測(cè)溫光纖溫度、實(shí)際電流值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù):(X11T1, I1MX2J2, I2), (X3, T3,13)…(Χη，τη，Ιη)，步驟B中電流值的計(jì)算方法可以根據(jù)電力系統(tǒng)中已有的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電流傳感器數(shù)據(jù)按照基爾霍夫定律電流定律得到。I1表示第一個(gè)距離點(diǎn)的電流值；12表示第二個(gè)距離點(diǎn)的電流值；13表示第三個(gè)距離點(diǎn)的電流值；ιη表示第η個(gè)距離點(diǎn)的電流值；所述電流值對(duì)應(yīng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)6輸出的步驟A中40s時(shí)間內(nèi)實(shí)際電流的有效值。C、判斷所述電流值和測(cè)溫光纖溫度的邏輯關(guān)系:所述電流值和 測(cè)溫光纖溫度的邏輯關(guān)系為電流值增大時(shí)測(cè)溫光纖溫度增加或者不變；熱傳導(dǎo)時(shí)間大于通道反應(yīng)時(shí)間40s ;若不滿足熱傳導(dǎo)時(shí)間大于通道反應(yīng)時(shí)間40s,則判斷環(huán)境溫度tl、日照強(qiáng)度q和風(fēng)速V對(duì)測(cè)溫光纖溫度的影響。D、導(dǎo)入所述OPPC光纜熱傳遞模型:在環(huán)境溫度tl、日照強(qiáng)度q和風(fēng)速V —定時(shí)所述OPPC光纜熱傳遞模型為:y =f⑴；其中:y表示OPPC光纜溫度；T表示步驟A中測(cè)溫光纖溫度。EJt OPPC光纜溫度進(jìn)行修正:對(duì)OPPC光纜I溫度進(jìn)行修正，步驟D中是按照預(yù)先假定的外部條件推倒的OPPC光纜溫度，預(yù)先假定的外部條件包括實(shí)際電流、環(huán)境溫度、風(fēng)俗、日照強(qiáng)度；需要對(duì)步驟C給出的邏輯推理修正實(shí)際導(dǎo)線溫度y。結(jié)合額外傳感信息導(dǎo)入，包括一些現(xiàn)場(chǎng)輸電線路在線監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)(主要包括環(huán)境溫度、風(fēng)俗、日照強(qiáng)度)，以及各種來(lái)源地氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。F、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并生成OPPC光纜溫度監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù):修正的OPPC光纜I溫度和距離點(diǎn)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成OPPC光纜I溫度監(jiān)測(cè)基石出數(shù)據(jù)庫(kù):(X1, yj、(x2，y2)、(X3，y3)...(χη，yn);與實(shí)際電流值一起存儲(chǔ)，形成OPPC光纜動(dòng)態(tài)增容基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)=U1J1,11MX2^2,
工2)、( , 5^3，工3)…(Xn, 5V In);將OPPC光纜I溫度監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和OPPC光纜動(dòng)態(tài)增容基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)到所述控制芯片55的存儲(chǔ)器中。
·[0070]本實(shí)用新型提供的用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一根導(dǎo)線完成輸電、通信、測(cè)溫三種功能，提高了 OPPC光纜應(yīng)用的綜合性能；考慮環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、風(fēng)速多種因素對(duì)OPPC光纜測(cè)溫光纖的影響，有效提高輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器的性能。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括OPPC光纜(I)、光單元I (2)、光纜接頭盒(3)、引入光纜(4)、測(cè)溫主機(jī)(5)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(6);所述OPPC光纜(I)、光單元I (2)、光纜接頭盒(3)、引入光纜(4)和測(cè)溫主機(jī)(5)依次連接；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)(6 )與測(cè)溫主機(jī)(5 )連接。
2.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述OPPC光纜(I)包括至少一層鋼芯(11 )、至少一個(gè)光單元II (12)和至少一層鋁線(13);所述至少一層鋼芯(11)和至少一個(gè)光單元II (12)構(gòu)成OPPC光纜的中心加強(qiáng)芯；所述至少一層鋁線(13)均勻設(shè)置在中心加強(qiáng)芯外層。
3.如權(quán)利要求2所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼芯(11)采用鋁包鋼線或鍍鋅鋼線；所述光單元II (12)為不銹鋼管光單元；所述鋁線(13)或?yàn)殇X合金。
4.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，光單元I(2)和光單元II (12)包括光纖和保護(hù)材料；所述光纖包括測(cè)溫光纖和通信光纖；所述測(cè)溫光纖和通信光纖在鋼管中阻水材料油膏填充固定；所述測(cè)溫光纖采用多模62.5/125或50/125微米光纖；所述保護(hù)材料采用金屬或非金屬。
5.如權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，集成測(cè)溫光纖的OPPC光纜(I)應(yīng)用在10kV-500kV不同電壓等級(jí)。
6.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述OPPC光纜(I)的測(cè)溫光纖與光單元I (2)的測(cè)溫光 纖連接；所述光單元I (2)的測(cè)溫光纖與所述光纜接頭盒(3)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纜接頭盒(3)用于完成OPPC光纜的光電分離，并把所述OPPC光纜(I)的測(cè)溫光纖和光單元I (2)的測(cè)溫光纖與引入光纜(4)對(duì)接。
8.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述引入光纜(4)采用衰減為3db/公里的光纖，所述引入光纜(4)傳輸與測(cè)溫主機(jī)(5)中激光器發(fā)射的激光源匹配。
9.如權(quán)利要求1或8所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)溫主機(jī)(5)包括激光器(51)、光源放大器(52)、波分復(fù)用器(53)、邏輯觸發(fā)電路(54)、控制芯片(55)、光電轉(zhuǎn)換器(56 )、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(57 )、模擬信號(hào)處理器(58 )和通信接口( 59 ); 所述激光器(51)的光源信號(hào)經(jīng)光源放大器(52)、波分復(fù)用器(53)和光電轉(zhuǎn)換器(56)傳遞給模擬信號(hào)處理器(58)； 所述模擬信號(hào)處理器(58)將信號(hào)處理后傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(57)； 所述控制芯片(55)分別與光源放大器(52)、邏輯觸發(fā)電路(54)和模擬信號(hào)處理器(58)通信； 所述邏輯觸發(fā)電路(54)分別與激光器(51)和模數(shù)轉(zhuǎn)換才(57)通信； 所述通信接口(59)與控制芯片(55)相互通信。
10.如權(quán)利要求9所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器(51)發(fā)射激光源，所述激光源采用長(zhǎng)波設(shè)計(jì)；所述激光器(51)中包括驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路用于降低噪聲并提聞驅(qū)動(dòng)功率。
11.如權(quán)利要求9所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源放大器(52)采用摻鉺光纖放大器；所述波分復(fù)用器(53)完成入射光發(fā)射和反射光接收。
12.如權(quán)利要求9所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯觸發(fā)電路(54)向激光器提供調(diào)制信號(hào)，所述調(diào)制信號(hào)采用寬度為IOns以上的電脈沖序列；所述控制芯片(55)包括存儲(chǔ)器。
13.如權(quán)利要求9所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換器(56)采用雪崩二極管，用于實(shí)現(xiàn)反射光到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述反射光包括斯托克斯光和方斯托克斯光; 所述模擬信號(hào)處理器(58)完成電流信號(hào)到電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換，并把電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(57)采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與控制芯片之間采用并行接口連接。
14.如權(quán)利要求9所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口(59)采用以太網(wǎng)或串口通信方式；傳感數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò) 所述通信接口實(shí)時(shí)輸入并存儲(chǔ)到控制芯片的存儲(chǔ)器中；所述傳感數(shù)據(jù)信號(hào)包括環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度和風(fēng)速信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)(6)用于完成對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)分析，并提供給載流量評(píng)估系統(tǒng)和輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于光纖復(fù)合相線的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括OPPC光纜(1)、光單元Ⅰ(2)、光纜接頭盒(3)、引入光纜(4)、測(cè)溫主機(jī)(5)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(6)；所述OPPC光纜(1)、光單元Ⅰ(2)、光纜接頭盒(3)、引入光纜(4)和測(cè)溫主機(jī)(5)依次連接；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)(6)與測(cè)溫主機(jī)(5)連接。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案用于對(duì)運(yùn)行的OPPC光纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)分區(qū)監(jiān)測(cè)，為輸電線故障預(yù)警、動(dòng)態(tài)增容等應(yīng)用提供準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01K11/32GK203116883SQ20122041906
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者黃畢堯, 陳希, 汪洋, 雷煜卿, 仝杰, 高強(qiáng), 盧錕 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司