一种基于光纤光栅的输电线路监测装置和方法与流程

1.本发明属于输电线路状态监测领域，具体涉及一种基于光纤光栅的输电线路监测装置和方法。


背景技术：

2.输电杆塔周围环境温度和导线的温度是输电线路监测的重要指标之一。而现有的导线温度监测传感器多以无线接触电子式测温为主，安装在导线端部，需要设计专门的夹持结构，以便与导线紧密配合，正因如此安装时可能在与导线接触部分产生应力集中，安装不当会损伤导线；这类传感器的供电通常采用蓄电池和太阳能联合供电的方式，长期运行的供电可靠性不足；而且，传感器安装在导线上会长期经受强电磁环境侵扰，传感器元器件必须进行专门的抗电磁干扰设计，设计难度高。尽管如此，数据传输的可靠性依旧受到严重挑战。


技术实现要素：

3.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种基于光纤光栅的输电线路监测装置，包括：线夹3和导线温度监测单元10；
4.所述线夹3包括线夹盖板12；所述导线温度监测单元10镶嵌于所述线夹盖板12内侧，且与被测导线1接触；
5.所述导线温度监测单元10用于感知被测导线1的温度变化，并形成光信号；还用于将所述光信号进行发送。
6.优选的，所述导线温度监测单元10为光纤光栅传感器。
7.优选的，所述线夹盖板12内侧中间有刻槽，用于嵌入导线温度监测单元10。
8.优选的，所述线夹盖板12的材质为钢材。
9.优选的，所述线夹3还包括：固定夹具8、线夹主体9和螺栓11；
10.线夹盖板12通过固定夹具8和螺栓11紧压在被测导线1和线夹主体9之间。
11.优选的，所述固定夹具8、线夹主体9和螺栓11为输电杆塔上的标准器件。
12.优选的，所述装置还包括尾纤13；导线温度监测单元10通过尾纤13将温度以光信号的形式进行发送。
13.一种基于光纤光栅的输电线路监测装置，包括所述的导线温度监测单元10和解调仪7；所述导线温度监测单元10位于杆塔上，所述解调仪7位于变电站内；
14.所述导线温度监测单元10与解调仪7连接；所述解调仪7用于对导线温度监测单元10发送的光信号进行接收和解调，得到被测导线1的温度。
15.优选的，所述导线温度监测单元10依次通过位于杆塔上的绝缘子2、接续光纤4、光纤接头盒5和opgw 6与解调仪7连接。
16.优选的，所述导线温度监测单元10的尾纤13与绝缘子2引出的光纤熔接。
17.基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于光纤光栅的输电线路监测方法，包
括：
18.利用监测装置中的导线温度监测单元10感知被测导线1的温度变化，并形成光信号；
19.将所述光信号传输至解调仪7中进行解调，得到被测导线1的温度。
20.优选的，所述将所述光信号传输至解调仪7中，还包括：
21.通过导线温度监测单元10的尾纤13将光信号传输到绝缘子2。
22.与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
23.一种基于光纤光栅的输电线路监测装置和方法，包括：线夹3和导线温度监测单元10；所述线夹3包括线夹盖板12；所述导线温度监测单元10镶嵌于所述线夹盖板12内侧，且与被测导线1接触；所述导线温度监测单元10用于感知被测导线1的温度变化，并形成光信号；还用于将所述光信号进行发送；本发明将导线温度监测单元直接镶嵌在线夹盖板12上，不改变线路部件原有形式，结构简单紧凑，不会损伤导线1。
24.通过使用光纤光栅传感单元作为导线温度监测单元监测导线1的温度，无需现场供电，直接通过光纤与安装在变电站的解调仪7连接，避免了长期运行供电可靠性不足的问题；另外，光纤光栅传感单元传输光信号，不受电磁干扰影响，可长期安装在线路上，能够长时间可靠运行。
附图说明
25.图1为本发明提供的一种基于光纤光栅的输电线路监测装置结构示意图；
26.图2为本发明提供的一种基于光纤光栅的输电线路监测装置的具体连接关系示意图；
27.图3为本发明提供的一种基于光纤光栅的输电线路监测方法流程示意图；
28.附图标号说明：
29.1-导线，2-绝缘子，3-线夹，4-接续光纤，5-光纤接头盒，6-opgw，7-解调仪，8-固定夹具，9-线夹主体，10-导线温度传感器，11-螺栓，12-线夹盖板，13-尾纤。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
31.实施例1：
32.本发明提供的一种基于光纤光栅的输电线路监测装置，其结构示意图如图1所示，包括：线夹3和导线温度监测单元10；
33.所述线夹3包括线夹盖板12；所述导线温度监测单元10镶嵌于所述线夹盖板12内侧，且与被测导线1接触；
34.所述导线温度监测单元10用于感知被测导线1的温度变化，并形成光信号；还用于将所述光信号进行发送。
35.其中导线温度监测单元10与线夹盖板12融合设计，通过将光纤光栅传感器嵌入在线夹盖板12内实现。所述线夹盖板12材质为钢材，中间有刻槽，用于嵌入导线温度监测单元10。
36.线夹盖板12通过固定夹具8紧压在被测导线1(以下简称导线1)和线夹主体9之间。
37.固定夹具8、线夹主体9和螺栓11为线路上现有的标准部件。绝缘子2采用内部预留光纤通道的复合绝缘子，导线温度监测单元10的尾纤13与绝缘子2引出的光纤熔接。
38.本发明提出的一种基于光纤光栅的输电线路监测装置的具体连接关系示意图，如图2所示，主要包括导线温度监测单元10、绝缘子2、接续光纤4、光纤接头盒5、opgw 6和位于变电站内的解调仪7。其中，导线温度监测单元10、绝缘子2、接续光纤4、光纤接头盒5和opgw 6位于杆塔上。
39.具体为：导线温度监测单元10的尾纤13与绝缘子2引出的光纤熔接后，经绝缘子2和接续光纤4进入杆塔上的光纤接头盒5，然后通过opgw 6将导线温度监测单元10监测的导线1温度的光信号传输到位于变电站内的解调仪7，由解调仪7对光信号进行解调，得到导线1的温度。
40.利用本发明提出的一种基于光纤光栅的输电线路监测装置，对导线1的温度进行监测，通过考虑线夹3的结构特点，将光纤光栅敏感单元直接镶嵌在线夹盖板12上，不改变线路部件原有形式，结构简单紧凑，不会损伤导线；同时，由于光纤光栅传感单元无需现场供电，直接通过光纤与安装在变电站的解调仪7连接，避免了长期运行供电可靠性不足的问题；另外，光纤光栅传感单元传输的是光信号，不受电磁干扰影响，可长期安装在线路上，能够长时间可靠运行。
41.实施例2：
42.基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于光纤光栅的输电线路监测方法，如图3所示，包括：
43.步骤1：利用监测装置中的导线温度监测单元10感知被测导线1的温度变化，并形成光信号；
44.步骤2：将所述光信号传输至解调仪7中进行解调，得到被测导线1的温度。
45.步骤2具体包括：
46.通过导线温度监测单元10的尾纤13将光信号经绝缘子2引出的光纤和接续光纤4，传输进杆塔上的光纤接头盒5中，然后通过opgw 6将光信号传输到位于变电站内的解调仪7，由解调仪7对光信号进行解调，得到导线1的温度。
47.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
48.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
49.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
50.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
51.最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。