[发明专利]一种利用光纤复合架空地线余缆解决光纤布里渊散射监测存在的交叉敏感的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用OPGW（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire），（光纤复合架空地线）余缆解决光纤布里渊散射监测存在的交叉敏感的方法，属光电子测量技术领域。

背景技术

OPGW将光纤放置在高压架空输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具输电和通信双重功能，近年来，OPGW每年铺设2000公里以上，是电力特种光缆的一个重要发展方向。OPGW的运行状态直接关系到高压架空输电线路本身及电网通信系统的安全，而因覆冰、微风振动、舞动、雷击、短路等原因造成的OPGW断股现象时有发生，对输电线路和通信系统的安全稳定运行构成极大威胁，因此，对OPGW进行在线监测具有重要意义。目前对OPGW状态监测的研究较少，主要采用传统的电子式传感器进行监测，该方法不可避免地存在易受强电磁场干扰、测量精度低及绝缘性能差等问题；且能够在OPGW沿线布置的传感器的数量有限，容易造成漏检事故的发生且不易实现故障点的精确定位；此外，由于电子式传感器电源问题的存在，该种技术不能实现全工况在线监测，容易因漏检而造成重大输电或通信事故。

布里渊散射传感技术是一种新型光频率调制传感技术，其能够对光纤沿线的温度和应变实现分布式测量，并且具有测量点定位功能，该项技术具有检测精度高、定位准确、分布式测量等多项优势。目前主要应用的布里渊散射传感技术有BOTDA（Brillouin Optical Time Domain Analysis，布里渊光时域分析）和BOTDR（Brillouin Optical Time Domain Reflectometry，布里渊光时域反射）两种监测技术，其中：BOTDR为单端测量方式，探测的是微弱的自发布里渊散射光，对信号解调系统具有较高要求；BOTDA采用双端测量方式，探测的是较强的受激布里渊散射光，具有更高的监测距离和监测精度。

布里渊散射传感技术可以用OPGW内的光纤直接进行OPGW状态监测，操作简单、监测精度高、并可实现故障定位。但是，该项技术存在温度和应变的交叉敏感问题，致使该项技术在OPGW状态监测中的应用发展缓慢。有人提出采用布里渊散射光强与温度的对应关系来进行温度补偿，但受制于光强信号弱、噪声大、信号解调技术不成熟等问题，该种方案目前可行性不高；另有采用拉曼散射传感技术进行温度补偿的方案，由于拉曼散射的监测距离短，导致该方案的监测距离无法满足高压输电线路的监测距离要求，也无法实现运用布里渊散射传感技术对OPGW的状态进行监测。

发明内容

本发明目的在于解决采用光纤布里渊散射传感技术对OPGW进行状态监测时的温度和应变的交叉敏感问题。

本发明的目的是这样实现的：光纤布里渊散射解调分析仪与OPGW的光纤纤芯相连。利用电力铁塔上的OPGW余缆进行温度补偿，以解决现有光纤布里渊散射传感技术的温度和应变交叉敏感问题，从而将OPGW沿线的温度和应变信息进行解调，通过对OPGW沿线的温度和应变两个参量的监测来反映OPGW的运行状态。其技术方案为：

一种利用光纤复合架空地线余缆解决光纤布里渊散射监测存在的交叉敏感的方法，本发明光纤布里渊散射解调分析仪与光纤复合架空地线内的光纤纤芯相连，通过光纤复合架空地线在电力铁塔上的余缆进行温度补偿，解决现有光纤布里渊散射传感技术的温度和应变的交叉敏感，实现对光纤复合架空地线沿线的温度和应变进行在线监测，通过监测光纤复合架空地线的温度和应变两个参量来反映光纤复合架空地线的运行状态。

本发明在输电线路的部分转角塔或耐张塔上设有光纤复合架空地线接续盒，接续盒处设有一段光纤复合架空地线光缆，该段光缆固定于电力铁塔上，在运用布里渊散射传感技术对光纤复合架空地线进行监测时，只有温度变化会引起布里渊散射频移，覆冰、风吹等应力因素不会造成布里渊散射频率漂移，将该段光纤复合架空地线光缆命名为光纤复合架空地线余缆。

本发明在采用布里渊散射传感技术对光纤复合架空地线状态进行监测时，电力铁塔上的光纤复合架空地线余缆只受温度影响，用于架空光纤复合架空地线监测结果的温度补偿，解调出架空光纤复合架空地线的温度和应变两个参量。

本发明运用布里渊散射传感技术对光纤复合架空地线沿线的温度和应变两个参量的监测来反映光纤复合架空地线的运行状态，并用布里渊散射传感技术对光纤复合架空地线上的事故点进行准确定位。