[发明专利]基于分布式光纤传感的高压输电线路覆冰监测方法

说明书

本发明公开了基于分布式光纤传感的高压输电线路覆冰监测方法。通过分布式光纤传感系统得到沿光纤路径每一测量点在连续测量天数内的温度数据；从温度数据中选取出每一测量点每一天的最高温度和最低温度；计算每一测量点每一天的日较差；判断每一个测量点每一天的日较差是否是局部极小值；沿时间轴累积温度对覆冰的影响，得到每一个测量点在连续测量天数内的积温结果；根据日最高温度、日较差、局部极小值以及积温结果，综合判断高压输电线路是否出现覆冰。本发明从覆冰产生的必要气象条件和适宜的温度范围出发，能够在测量到温度信息后准确预测覆冰。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，特别涉及了基于分布式光纤传感的高压输电线路覆冰监测方法。

背景技术

随着经济发展，我国的电网规模不断扩大，目前居于世界首位。然而输电线路在工作时，覆冰常有发生，覆冰是指水汽或水滴凝聚粘附在输电线上形成的冰凌或冰挂，导线覆冰会引起相间闪络，塔材螺栓松动，还会损坏地线、导线、金具等部件，导致线路跳闸停电、导线断股、杆塔倒塌等严重事故，严重威胁了电网的安全稳定运行。

有效可靠的覆冰监测手段十分必要。目前覆冰监测主要采用人工巡检，称重法、图像监测法和分布式光纤传感的方法，但人工巡检人力物力成本高，且检测结果与实际误差大。称重法效果显著，但受电源和使用寿命的限制；图像监测法无法工作于恶劣环境；分布式光纤传感由于可以实时、连续以及长距离地检测，已经在输电线路的监测中得到了广泛的应用，分布式光纤传感系统基于光纤的后向散射效应，进行温度、应变和振动的实时监测，代表性的是BOTDR(布里渊光时域反射仪)技术。

分布式光纤传感系统可与电网融合，把光纤复合架空地线(OPGW)缆线作为传感元件，与现有技术相比，具有以下优点：可以同时对架空导线和绝缘子进行监测，便于建立输电线路覆冰在线监测网，构成分布式光纤传感网络；抗电磁干扰、抗辐射性能好，耐高温，精度高，传感距离长；可以实时测量空间温度和应力应变场分布，从而适宜对处于恶劣地形，不宜于人工巡视的线路进行监测，可分布在无人值守地区，进行远程遥测。

覆冰的形成需要合适的温度范围，受温度影响很大。虽然分布式光纤传感系统能够实时得到温度，但目前还未有根据温度信息预测覆冰的方法。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供基于分布式光纤传感的高压输电线路覆冰监测方法，从覆冰产生的必要气象条件和适宜的温度范围出发，在测量到温度信息后可以准确预测覆冰。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

基于分布式光纤传感的高压输电线路覆冰监测方法，包括以下步骤：

(1)通过分布式光纤传感系统得到沿光纤路径每一测量点在连续测量天数内的温度数据；

(2)在步骤(1)得到的温度数据中，选取出每一测量点每一天的最高温度和最低温度；

(3)将步骤(2)得到的最高温度与最低温度做差，得到每一测量点每一天的日较差；

(4)在连续测量天数内，判断步骤(3)得到的每一个测量点每一天的日较差是否是局部极小值；

(5)根据步骤(1)得到的温度数据，沿时间轴累积温度对覆冰的影响，得到每一个测量点在连续测量天数内的积温结果；

(6)根据日最高温度、日较差、局部极小值以及积温结果，综合判断高压输电线路是否出现覆冰。

进一步地，步骤(4)的具体过程如下：

将某一测量点A在某一天的日较差与其周围10个测量点在该天的日较差进行平均，得到平均值再找到测量点A沿光纤路径的前后两个测量点B和C，分别计算测量点B、C在该天的日较差与其周围10个测量点在该天的日较差的平均值和若同时小于和则认为测量点A在该天的日较差为局部极小值。