[发明专利]高压输电导线振动频率在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线监测系统，尤其涉及一种高压输电导线振动频率在线监测系统。

背景技术

我国能量资源主要集中在西部，东部地区资源相对匮乏。东部经济发展较快，需要较多的能源，电力输送是一种经济、清洁、高效的能源输送方式，高压输电线路是高压电力输送的载体，因此高压输电线路的健康状况就显得格外重要。高压输电线路通常置于自然环境中，易受环境的影响，比如微风。

高压输电线路的微风振动是由于风的激励而引起的导线振动的一种现象，振动持续时间较长，一般为数小时，有时可长达数天。长期振动的结果容易造成导线疲劳断股、金具磨损失效，振动严重时，甚至造成断线事故，危及线路安全稳定运行。为了防止微风振动的危害，需要对高压输电导线采取适当的防振措施，即科学合理的选择防振器。为此需要进行防振设计，而防振设计的最重要最直接的依据就是进行现场微风振动的测量。

导线的微风振动不像导线舞动那样直观，可以用肉眼观察到。微风振动对导线的危害具有一定的隐蔽性，属于慢性劣化，一般在观察到导线疲劳断股或金具损坏等事故后，这时的微风振动对高压输电线路的危害已经很严重了。而且国内外统计资料及试验表明微风振动使导线产生疲劳断股，有时会从导线内层开始，外表发现不了。因此，只有通过现场测振，对导线的运行情况进行在线监测才能及时发现微风振动造成的隐患。所以加强高压输电线路的微风振动的监测具有重要的意义。

过去，微风振动监测通常采用人工观察的方式，这种方式存在很大的缺陷，不仅人工成本高，而且测量结果不准确。这是因为在通常情况下，高压输电导线的微风振动的振幅的大小不会超过导线直径的三倍，肉眼不易观测，导线所经过的地区自然环境一般都比较偏远，不易于到现场观测。

光作为传感量有着天然的优势，绝缘性好、体积小、重量轻、灵敏度高、很强的抗电磁干扰能力。高压输电线路周围有很强的电磁干扰，传统以电为传感量的器件易受这种环境的干扰，造成测量结果不准确甚至器件的损坏。光学器件作为传感元件，不易受到电磁干扰，适合在强电磁场环境下工作。因此，研究、发明一种简易、实用而且价格低廉的基于光纤技术的高压输电导线振动频率在线监测系统，对于我国电力输送线路的健康监测，将起到重要且十分现实的作用。

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发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效、测量结果准确、提供大范围集中监测的高压输电导线振动频率在线监测系统。

本发明利用光纤光栅抗电磁干扰能力强的特点，可以获得准确的振动频率结果，同时采集导线振动时候的周围环境中的温湿度，风速风向等气象数据，通过覆盖广泛的GSM网络发送回监控中心，智能化记录和分析导线的振动特点，在恶劣振动情况下发出预警，为后期的电力线路设计和改造提供参考，同时也能为客户提供实时地图查询显示。

本发明所采用的技术方案是：一种高压输电导线振动频率在线监测系统，它包括：数据采集终端和数据监控中心，数据采集终端将采集到的数据信息通过GSM通信网络传递给数据监控中心；

所述的数据采集终端包括有光纤、FBG光纤应变传感器、第一控制器模块、SLED光源模块、光性能检测模块、环形器、电源模块、数据存储模块、温湿度检测模块、第一GSM无线网络通信模块、风速测量模块、实时时钟模块、第一电平转换器；

所述的光纤通过紧固件与高压输电导线连接，所述的FBG光纤应变传感器设置在光纤上；

所述的第一控制器模块分别与FBG光纤应变传感器、SLED光源模块、光性能检测模块、环形器、电源模块、数据存储模块、温湿度检测模块、第一GSM无线网络通信模块、风速测量模块、实时时钟模块、第一电平转换器连接；

所述的FBG光纤应变传感器与环形器连接，所述的环形器分别与SLED光源模块、光性能检测模块(OPM)连接；

所述的第一GSM无线网络通信模块与第一电平转换器连接；

所述的电源模块为数据采集终端的所有模块提供电源；

所述的数据监控中心包括上位机和数据接收单元，所述的上位机通过串口与数据接收单元连接；