一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及架空輸電線路監(jiān)測領域，尤其是涉及一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]電力架空光纜是電力系統(tǒng)通信、調度的重要載體。目前，電力架空光纜主要有介質自承重光纜ADSS、光纖復合架空地線OPGW和光纖復合架空相線0PPC，尤其是OPGW和0PPC，具有地線/相線與通信雙重功能，在電力輸電線路中得到廣泛的應用。然而與普通的架空輸電線路一樣，電力架空光纜廣泛分布于野外，線路老化、氣象災害和外力破壞等因素對線路的安全穩(wěn)定運行存在著巨大的威脅。傳統(tǒng)的架空輸電線路檢查主要依靠運行維護人員周期性巡視，存在不易發(fā)現(xiàn)故障點、實時性差、監(jiān)測范圍有限等很多局限性，已不能滿足當今智能電網(wǎng)建設需求，因此，將先進的通信、傳感技術與輸電技術進行融合和集成，及時獲取輸電線路的運行狀況信息，提高運行管理的自動化水平是電力行業(yè)的發(fā)展方向。
[0003]電力架空線路的溫度和應變實時測量信息以及長期運行歷史數(shù)據(jù)，可以反映架空線路的健康狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)架空線路的局部過熱點或者覆冰、斷股等故障，保障電力輸送安全。2013年2月27日公告授權的201220385724.9號中國實用新型專利“超高壓輸電線路在線綜合監(jiān)測系統(tǒng)”(授權號CN202757987U)公開了一種包括分布式光纖在線測溫系統(tǒng)的智能綜合監(jiān)測系統(tǒng)，分布式光纖在線測溫系統(tǒng)的傳感光纜植入電力電纜中，可以實時監(jiān)測導體溫度和電纜的動態(tài)載流量。但該專利中分布式光纖在線測溫系統(tǒng)只能利用傳感光纖實現(xiàn)輸電線路溫度的測量。專利“一種融合光纖復合相線的溫度與應變在線監(jiān)測裝置”(申請?zhí)?01320019170.5)提出了一種融合光纖復合相線的溫度與應變在線監(jiān)測裝置，該方法利用了拉曼型光纖傳感器實現(xiàn)測溫功能，然后利用布里淵型光纖傳感器實現(xiàn)應變測量功能，由于拉曼設備的性能隨距離增加急劇下降從而限制了測量距離，并且該方法用了兩種測量設備增加了系統(tǒng)成本。專利“用于分布式溫度應變監(jiān)測的光纖復合架空相線及系統(tǒng)”(申請?zhí)?01310182448.5)提出了一種有利用光纖復合架空相線(OPPC)內部的光單元實現(xiàn)線路溫度、應變監(jiān)測的方法，該OPPC需要設置裸纖與單模緊包光纖兩個光單元，會增加制造成本，并且裸纖和單模緊包光纖光單元位于絞合層相對位置，有風條件下兩個不同位置的光單元的溫度存在差異，另外用于應變監(jiān)測的單模緊包光纖位于絞合層，存在絞合余長，不能滿足架空光纜張力較小時的應變監(jiān)測。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題提供一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，電力架空光纜內部僅需一個光單元，即可實現(xiàn)溫度應變分布式在線測量。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括布里淵光時域分析儀、引導光纜、第一光纖接續(xù)盒、電力架空光纜和第二光纖接續(xù)盒，所述的布里淵光時域分析儀設置有用于發(fā)送連續(xù)激光信號的第一光端口和用于發(fā)送脈沖激光信號并接收反饋的布里淵頻譜信號的第二光端口，所述的引導光纜包括第一引導光纖和第二引導光纖，所述的第一光端口與所述的第一引導光纖的輸入端連接，所述的第二光端口與所述的第二引導光纖的輸入端連接；所述的電力架空光纜設置有光單元，所述的光單元包括無縫管和設置在所述的無縫管內的一根緊包光纖和至少一根裸纖，所述的緊包光纖的輸入端與所述的第一引導光纖的輸出端在所述的第一光纖接續(xù)盒內連接，所述的裸纖的輸入端與所述的第二引導光纖的輸出端在所述的第一光纖接續(xù)盒內連接，所述的緊包光纖的輸出端與所述的裸纖的輸出端在所述的第二光纖接續(xù)盒內連接，相對于所述的無縫管，所述的緊包光纖沒有余長，所述的裸纖余長為0.9-1.1%。
[0006]所述的光單元無縫管內的裸纖圍繞著緊包光纖螺旋布設。
[0007]所述的光單元設置于所述電力架空光纜的中心層。
[0008]如果為了獲得更大的應變測量范圍，所述的光單元還可以設置于所述的電力架空光纜的絞合層。
[0009]所述的引導光纜為普通通信光纜，并且引導光纜內設置至少兩根引導光纖。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過使用布里淵光時域分析儀，這樣僅利用電力架空光纜內部一個光單元即可實現(xiàn)架空線路溫度、應變分布式實時測量，無需額外布置傳感器，施工簡單，且不影響電力架空光纜的結構、應力分布性能和制造工藝，易于實現(xiàn)，可實現(xiàn)長達數(shù)十公里的分布式溫度應變監(jiān)測。布里淵光時域分析儀是一種實時測量光纖布里淵頻譜分布的新型設備，布里淵頻譜同時對光纖的溫度、應變交叉敏感，因此利用布里淵光時域分析儀可以獲得光纖沿線的溫度或/和應變分布信息。布里淵光時域分析儀接收到電力架空光纜內部光單元的緊包光纖、裸纖的散射信號后，實時計算出緊包光纖、裸纖的布里淵頻譜全程分布信息。在架空光纜相同位置，光單元內部的緊包光纖和裸纖所承受的溫度基本相同，由于裸纖設置了大于0.9%的余長，即使架空光纜存在應變而發(fā)生拉伸形變時，也并不會使裸纖受力，因此單元中的裸纖僅僅與架空線路的溫度有關，而與應變無關；而由于光單元內部的緊包光纖沒有余長，因此電力架空光纜存在應變而發(fā)生形變時也會同步影響到光單元內的緊包光纖，因此單元中緊包光纖與架空線路的溫度與應變同時相關。結合光單元內裸纖的布里淵頻譜信息(僅與溫度有關)，可以分離出光單元內緊包光纖的受應變影響的布里淵頻譜信息，從而實現(xiàn)電力架空線路的溫度和應變分布式監(jiān)測。使用光纖接續(xù)盒具有光纖熔接保護功能，并可以盤繞多余的光纖。
[0011]由于電力架空光纜設計的允許最大張力一般較大，而正常架線安裝時張力較小，如果不需要監(jiān)測架線安裝時的受力狀態(tài)，可以將所述光單元設置于電力架空光纜的絞合層。此時，因為光單元位于絞合層，存在一定的絞合余長，從而獲得更大的應變測量范圍。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置的結構示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實施例一的光單元在中心層的電力架空光纜的結構示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明實施例二的光單元在絞合層的電力架空光纜的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]實施例一:如圖1所示，一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，包括:布里淵光時域分析儀1、引導光纜2、第一光纖接續(xù)盒3、電力架空光纜4、第二光纖接續(xù)盒5。電力架空光纜4如圖2所示，是光纖復合架空相線OPPC，兼具電能傳輸和電力通信功能，包括光單元41、鋁包鋼絲線42和鋁線43，光單元41設置在電力架空光纜4的中心層，光單元41包括無縫管410和設置在無縫管410內的一根緊包光纖411和六根裸纖412，相對于無縫管410，緊包光纖411沒有余長，裸纖412余長為1.1%，第一光纖接續(xù)盒3和第二光纖接續(xù)盒5為常規(guī)室外型，可保護光纖熔接點，盤繞收納多余光纖，布里淵光時域分析儀I具有第一光端口 11和第二光端口 12，第一光端口 11用于發(fā)送連續(xù)激光信號，第二光端口 12用于發(fā)送脈沖激光信號并接收反饋的布里淵頻譜信號，引導光纜2內設置有第一引導光纖21和第二引導光纖22，布里淵光時域分析儀I的第一光端口 11與第一引導光纖21的輸入端連接，布里淵光時域分析儀I的第二光端口 12與第二引導光纖22的輸入端連接；緊包光纖411的輸入端與第一引導光纖21的輸出端在第一光纖接續(xù)盒3內連接，裸纖412的輸入端與第二引導光纖22的輸出端在第一光纖接續(xù)盒3內連接，緊包光纖411的輸出端與裸纖412的輸出端在第二光纖接續(xù)盒5內連接，形成測量回路。
[0017]實施例二:其它結構與實施例一相同，不同之處在于光單元41設置在電力架空光纜4的絞合層，如圖3所示。裸纖412有兩根，裸纖412的余長為0.9%。
【主權項】
1.一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括布里淵光時域分析儀、引導光纜、第一光纖接續(xù)盒、電力架空光纜和第二光纖接續(xù)盒，所述的布里淵光時域分析儀設置有具有用于發(fā)送連續(xù)激光信號的第一光端口和用于發(fā)送脈沖激光信號并接收反饋的布里淵頻譜信號的第二光端口，所述的引導光纜包括第一引導光纖和第二引導光纖，所述的第一光端口與所述的第一引導光纖的輸入端連接，所述的第二光端口與所述的第二引導光纖的輸入端連接；所述的電力架空光纜設置有光單元，所述的光單元包括無縫管和設置在所述的無縫管內的一根緊包光纖和至少一根裸纖，所述的緊包光纖的輸入端與所述的第一引導光纖的輸出端在所述的第一光纖接續(xù)盒內連接，所述的裸纖的輸入端與所述的第二引導光纖的輸出端在所述的第一光纖接續(xù)盒內連接，所述的緊包光纖的輸出端與所述的裸纖的輸出端在所述的第二光纖接續(xù)盒內連接，相對于所述的無縫管，所述的緊包光纖沒有余長，所述的裸纖余長為0.9-1.1 %。
2.如權利要求1所述一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的光單元無縫管內的裸纖圍繞著緊包光纖螺旋布設。
3.如權利要求1所述一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的光單元設置于所述電力架空光纜的中心層。
4.如權利要求1所述一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的光單元還可以設置于所述電力架空光纜的絞合層。
5.如權利要求1所述一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，其特征在所述的引導光纜為普通通信光纜，所述的引導光纜內設置至少兩根引導光纖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力架空光纜溫度應變分布式在線監(jiān)測裝置，包括布里淵光時域分析儀、引導光纜、第一光纖接續(xù)盒、電力架空光纜和第二光纖接續(xù)盒，布里淵光時域分析儀設置有具有用于發(fā)送連續(xù)激光信號的第一光端口和用于發(fā)送脈沖激光信號并接收反饋的布里淵頻譜信號的第二光端口，引導光纜包括第一引導光纖和第二引導光纖，電力架空光纜設置有光單元，光單元包括無縫管和設置在無縫管內的一根緊包光纖和至少一根裸纖，相對于無縫管，緊包光纖沒有余長，裸纖余長為0.9-1.1％，優(yōu)點是通過使用布里淵光時域分析儀，這樣僅利用電力架空光纜內部一個光單元即可實現(xiàn)長達數(shù)十公里的架空線路溫度和應變分布式實時測量。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號】CN104567995
【申請?zhí)枴緾N201410795204
【發(fā)明人】熊文閑, 沈龍, 徐云水, 龍波, 王洪全, 楊海昀, 李銳
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司昭通供電局
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月19日