[发明专利]用于输电线路的光纤光栅监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种用于输电线路的光纤光栅监测系统。

背景技术

电力安全是国家安全的一个重要组成部分。在当前我国经济迅猛发展的大背景下，全社会对电力可靠性的要求越来越高，电力事故造成的经济损失越来越严重。输电线路因其分布广泛，所处环境恶劣，经常遇到大面积污闪、覆冰、雷击事件，是电网中的薄弱环节。

国内外电力部门和研究机构对输电线路弧垂在线监测的研究已进行了多年，目前主要有以下几种弧垂在线监测方法：通过图像分辨测量来监测弧垂；通过测量导线悬挂金具的应力和倾角来计算弧垂；通过测量导线温度来推算导线弧垂。

通过线路图像实时监视和小型气象站相结合来实时监测弧垂的方法受天气状况影响很大，而且测量精度很低，传输速度和图像质量受到很大限制；通过测量导线悬挂金具的应力和倾角来计算弧垂的方法采用的是传统电阻应变片式称重传感器，通过测量金具所受张力的方法是利用建立的力学模型来计算导线弧垂，但电阻应变片依靠微弱的电阻变化量来反映构件的应变，存在非线性和温度、零位漂移等因素，需要精密的电桥测量电路保证测量的准确性，而在输电线路上输电线路强大的交变电磁场将在应变片的引线上产生较高的感应电压，绝缘子金具尺寸狭小，桥路或电路补偿构建困难，电阻应变片稳定性和使用寿命在现场恶劣情况下很难保证，这些影响因素造成了测试结果误差较大；通过测量导线温度来测量导线弧垂的方法是基于状态方程得到水平张力，再由水平张力来计算弧垂的原理来实现，由于导线的温度内外有所差别，测温装置的误差，在状态方程中误差会放大，直接造成测量的不准确性，而且不能对负重情况下弧垂进行测量。由于电源功率较小，现有系统往往采用休眠模式节省电能，例如系统设定两次覆冰监测间休眠半小时，这样就不能对覆冰情况进行真正的实时监测。在每个测量点(每个测量杆塔处)都需要包括测量模块，取电模块和无线发射模块，造成系统的整体成本较高。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中的在线监测方法为现场有源测量，需要在测量点附近提供电源，现有电源提供方案为太阳能供电和导线取能，太阳能供电容易受到天气环境的影响，在连续阴雨天气无法使用，导线取能功率小，而且在电力系统出现短路故障时较易损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种用于输电线路的光纤光栅监测系统，能够解决现有技术中的存在的上述问题。

在本发明的实施例中，提供了一种用于输电线路的光纤光栅监测系统，包括：光纤光栅传感模块、传输模块和计算模块，其中

光纤光栅传感模块，用于接收由传输模块传来的第一光信号，并将第一光信号反射后的第二光信号经传输模块传输到计算模块；

传输模块，用于传输第一光信号和第二光信号；

计算模块，用于根据第二光信号相对于第一光信号的中心波长变化获取输电线路所承受的拉力和倾角，并根据拉力和倾角得到输电线路的覆冰量。

在上述实施例中，通过采用光纤光栅传感模块对由传输模块传来的第一光信号进行反射，根据反射后第二光信号相对于第一光信号的中心波长变化获取输电线路所承受的拉力和倾角，进而得到输电线路的覆冰量，由于采用光纤光栅对光信号进行反射测量，在测量现场为无源测量方式，克服了现有技术中的在线监测方法为现场有源测量，需要在测量点附近提供电源，现有电源提供方案为太阳能供电和导线取能，太阳能供电容易受到天气环境的影响，在连续阴雨天气无法使用，导线取能功率小，而且在电力系统出现短路故障时较易损坏的问题。

由于本发明的实施例中采用光纤光栅传感模块对反射光信号进行测量，在测量现场仅需放置光纤光栅传感模块，通过传输模块将第一光信号反射后的第二光信号经传输模块传输到位于监控中心的计算模块，可以采用同一计算模块对不同的光纤光栅传感模块得到的光信号进行处理，从而可以实现分布式测量，克服了现有技术中在每个测量点(每个测量杆塔处)都包括测量模块，取电模块和无线发射模块，导致系统的整体成本较高的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于输电线路的光纤光栅监测系统示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的光纤光栅传感模块安装位置示意图；

图3示出了根据本发明的一个优选实施例的光纤光栅测量传感模块原理图；

图4示出了根据本发明的一个优选实施例的光纤光栅测量监测系统整体框图。

具体实施方式