[发明专利]一种光纤光栅复合绝缘子的在线监测系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合绝缘子的监测装置，尤其涉及一种光纤光栅复合绝缘子的在线监测系统及其使用方法，具体适用于对复合绝缘子的机械性能以及电气性能的在线监测。 

背景技术

高压绝缘子的性能，特别是机械性能和绝缘性能，对电力系统的安全运行有着非常重要的影响，因此必须定期监测绝缘子的机械性能和绝缘性能。传统的复合绝缘子的监测方法是依据DL/T864–2004的要求，每1–2个月进行巡视，每3–5年从杆塔上抽取绝缘子送至试验室进行性能检验。但是这种抽样检验方法存在工作强度大、登杆风险大以及耗时很长等缺点，不仅整个监测过程时间长、劳动强度大、测量数据分散，而且不能跟踪监测绝缘子性能随时间变化的状况。因此做出一种实时、在线、自动监测高压绝缘子的系统，对电力系统的安全运行显得十分重要。为满足电力系统安全运行、设计和生产的要求，现有技术中出现一种将光纤光栅植入绝缘子芯棒，并通过测量光栅波长飘移来监测绝缘子机械和电气性能的监测方法。 

中国专利授权公告号为CN1287180C，授权公告日为2006年11月29日的发明专利公开了一种复合材料电绝缘子，该复合材料电绝缘子包括一个设在绝缘子内的组合光纤传感器，该组合传感器可以是一个故障传感器，由设在绝缘子支承杆上的一条光纤构成，并且具有在对绝缘子为关键的一个温度下熔化的光学包层，该组合传感器可以是一个在绝缘子工作时测量作用在绝缘子上机械或热引起应力的传感器，它由一条具有植入了Bragg光栅的光纤构成，Bragg光栅设在绝缘子的支承杆上或绝缘子的金属端接头上。虽然该发明在测量时可以通过分析反馈的光信号来测量绝缘子的热应力与机械应力，但其系统过于简单，不仅安全性不高，而且没有考虑到环境的影响，因此测量效果较差，精确度较低。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的系统过于简单、安全性不高、易受环境影响、测量效果较差，精确度较低的缺陷与问题，提供一种系统精良、安全性较高、不易受环境影响、测量效果较好，精确度较高的光纤光栅复合绝缘子的在线监测系统及其使用方法。 

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种光纤光栅复合绝缘子的在线监测系统，该系统包括相互连接的光纤光栅复合绝缘子与监测装置； 

所述监测装置包括温度应力分析装置、辅助测量装置以及设置在杆塔上的综合控制箱；

所述综合控制箱的内部设置有一号跳线接头保护盒、中心控制盒与电源，一号跳线接头保护盒的一端与光纤光栅复合绝缘子上的出口光纤相连接，另一端通过光纤复合架空地线与温度应力分析装置相连接；所述中心控制盒上连接有辅助测量装置与无线数据传输单元。

所述辅助测量装置包括温湿度传感器、风向传感器与风速传感器，所述无线数据传输单元为GSM天线，所述电源上连接有太阳能板。 

所述一号跳线接头保护盒的一端与出口光纤之间设置有二号跳线接头保护盒，该二号跳线接头保护盒的一端与出口光纤相连接，另一端通过一号跳线与一号跳线接头保护盒的一端相连接。 

所述一号跳线接头保护盒的另一端与光纤复合架空地线之间设置有一号光缆接续盒，光纤复合架空地线的另一端与温度应力分析装置之间设置有二号光缆接续盒；所述一号光缆接续盒通过二号跳线与一号跳线接头保护盒的另一端相连接，二号光缆接续盒通过三号跳线与温度应力分析装置相连接。 

所述一号跳线接头保护盒、二号跳线接头保护盒的内部均设置有接线用的接头法兰；所述一号光缆接续盒、二号光缆接续盒的内部均设置有接线用的冷接子。 

一种上述光纤光栅复合绝缘子的在线监测系统的使用方法，该使用方法依次包括以下步骤： 

第一步：先将综合控制箱安装在杆塔上，然后将光纤光栅复合绝缘子上的出口光纤与综合控制箱内部的一号跳线接头保护盒相连接，再将一号跳线接头保护盒的另一端通过光纤复合架空地线与温度应力分析装置相连接，同时，在综合控制箱内部的中心控制盒上连接有辅助测量装置；

第二步：先控制光纤光栅复合绝缘子上产生的光纤传感信号依次通过出口光纤、一号跳线接头保护盒与光纤复合架空地线传送到温度应力分析装置，该光纤传感信号表示光纤光栅复合绝缘子上温度、应力所对应的波长变化数据，再由温度应力分析装置将光纤传感信号所表示的波长变化数据转换为相应的温度、应力值，然后将该温度、应力值传递到远端服务器，同时由辅助测量装置测得周围环境情况，再由无线数据传输单元将测得的周围环境情况传递给远端服务器；