[实用新型]一种基于分布式光纤传感器的架空线路安全监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种架空线路的安全监测系统，具体讲涉及一种基于分布式光纤传感器的架空线路的安全监测系统

背景技术

电力行业中广泛运用的架空线一般采用光纤复合导线（OPPC）和光纤复合接地线（OPGW），但是因为自然灾害造成架空线受损的事件（冰雪灾害、事故、地质变化等）屡有发生，对电力通信网和电网的安全运行造成严重影响。例如2008年初，我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续低温、雨雪和冰冻极端天气，部分地区电力设施受灾损坏极其严重，由于地线中无电流通过，覆冰程度较重导致杆塔及地线、架空线中部分发生断线、地线支架垮塌或变形。因此建立一种架空线线路实时监测系统显得尤为重要，但是目前对架空线路的监测方法主要依靠人工巡检和直升机对路监测。人工巡检存在如下弊端：①高压和超高压输电线路分布区域广阔，穿越地区地形复杂、环境恶劣，使得巡检工作非常辛苦和困难；②存在安全风险、管理成本高、检测周期长和效率低下；③获取信息量有限难以满足社会和经济发展对电力供应质量的要求。在恶劣气象环境下，直升机对路监测同样可能威胁巡检人员安全。

国内电力系统通信调度部门也通过监测光缆传输特性来掌握光缆线路的运行状况，例如用OTDR、光功率计等设备对光缆线路进行衰耗特性测试或故障点定位，但是这种监测方法缺乏对光缆运行的机械特性的有效监测。大量维护实践经验表明，由于自然环境原因引起光缆机械特性变化，导致外力破坏引起的架空线光缆事故占有很高比重。因此，为解决上述问题本实用新型提供了一种利用光缆监测技术建立的安全监测系统对架空线路进行监测，实时掌握架空线的应力状况，了解重点线路的覆冰厚度、覆冰密度、导线表面温度和张力、杆塔变形等信息，从而可以采取应急手段避免或减轻灾害的影响。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种基于分布式光纤传感器的架空线路的安全监测系统，所述监测系统包括通过电力通信网络交换机或无线网络与中央监测信息处理平台相连的架空线温度传感装置和架空线环境监测装置，架空线应力传感装置通过电力通信网络交换机或无线网络与所述中央监测信息处理平台相连；所述无线网络为GPRS无线网络。

优选的，所述架空线应力传感装置包括光发射模块和光接收模块；所述光发射模块与光纤耦合器的输入端相连；所述光接收模块的输入端通过光滤波器与所述光纤耦合器的输出端相连，所述光接收模块的输出端与微处理器相连；

优选的，所述光滤波器为法布里珀罗腔或马赫曾得尔干涉仪；

优选的，所述架空线应力传感装置的光发射模块数目为二；所述一个光发射模块依次通过光隔离器、电光调制器和光放大器与所述光纤耦合器输入端相连；所述另一个光发射模块直接与所述光纤耦合器输入端相连；

优选的，所述架空线温度传感装置包括光发射模块、光接收模块、光纤拉曼测温模块和数据采集处理模块；所述光纤拉曼测温模块的输入端分别与所述光发射模块和测温光缆相连；所述光纤拉曼测温模块的输出端与所述光接收模块相连；所述数据采集处理模块连接于所述光发射模块和所述光接收模块之间；

优选的，所述架空线温度传感装置的光发射模块的光发生器为连接于光纤放大器和脉冲驱动器之间的半导体激光器；所述光纤拉曼测温模块的光纤拉曼耦合器的两条输出支线分别与光纤拉曼滤波器相连；所述光接收模块的光电探测器的输入端和输出端分别与所述光纤拉曼滤波器和双路放大器相连，所述双路放大器与模数转换器A/D1和模数转换器A/D2相连；

优选的，所述数据采集处理模块包括数据处理单元和数据采集单元；所述数据处理单元的处理器为计算机、DSP微处理器或PC104主板；

优选的，所述架空线环境监测装置安装在架空线路铁塔上；所述架空线环境监测装置的微主控模块连接于通信模块和电源模块之间；所述微主控模块包括温度测量单元、气压监测量单元、风速风向测量单元、雨量测量单元和日照测量单元；所述电源模块包括太阳能电池和硅能电池；

优选的，所述中央监测信息处理平台包括数据综合管理模块、系统管理模块、通信模块、显示模块和联动控制平台；所述数据综合管理模块将通过电力通信网络或无线网络获得的数据信息分析处理后通过所述通信模块传递到智能电网中央综合监测信息处理平台。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型技术方案中，架空线应力传感装置、架空线温度传感装置、架空线环境监测装置和中央监测信息处理平台之间相互独立，但是可以通过网口、串口、相关通信协议实现智能数据传输和处理，使得智能电网对架空线进行全方位安全监测；