[实用新型]室外小档距光缆测振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力光缆安全防护装置及措施技术领域，尤其涉及室外小档距光缆测振装置。

背景技术

输电线路舞动是不均匀覆冰导线在风激励下产生的一种低频率（0.1～5Hz）、大振幅（导线直径的20～300倍）的自激振动。高压输电线路舞动能量大，持续时间长，易造成线路闪络、跳闸、杆塔螺栓松动、脱落，严重时会发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，甚至倒塔，导致重大电网事故。为防止类似事故的发生，便需要进行振动量的测量试验。振动量测量在结构健康监测、电力、航空航天等领域具有非常高的应用价值，传统的振动测量方法为电测量法，存在灵敏度低，体积大，安装限制等问题，且传统的振动测量只能进行点式测量。

分布式光纤传感技术是指在光纤传输路径上的外部信号通过一定的方法对光纤种的光波进行调试，以实现被测量对象的连续空间的实时测量。光纤同时具有导光介质和传感元件的功能。相比于传统的振动传感器，光纤传感器具有灵敏度高、动态范围大、体积小、重量轻、不易受环境影响等特点，可进行全分布的监控。

基于相位敏感的光时域反射型（Φ-OTDR）传感器与传统型OTDR最大的不同就是采用了具有窄线宽和低频率漂移特性相干光源，相应极大地提高了空间分辨率（可达1m）和振动强度分辨率。利用这种散射光的相干性设计出的相位敏感型光时域反射系统，光纤本身既是传输媒质又是感知元件，光纤上任意一点都是传感单元，是一种真正意义上的全分布式光纤传感器。

专利号为201410027722.6的专利公开了一种检测振动的光纤传感器，属于光纤传感技术领域。该光纤传感器包括传导光纤、光纤光栅、简支梁和带有开口的非金属保护外壳；光纤光栅和简支梁置于非金属保护外壳中，光纤光栅粘贴在简支梁上，且光纤光栅的中心点与简支梁的中心点对齐；非金属保护外壳的一个侧壁上开有开口，简支梁的一端从开口中穿出，另一端固定在非金属保护外壳的另一个侧壁上。该实用新型所述的光纤传感器不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响；避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要；能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个布拉格光栅进行分布式测量，形成一个分布式的传感网络

然而，上述方案的侧重点均放在光纤传感部件的实际应用方面，对测振所需要的数据处理及分析输出并未作出详细描述，所以并为构成完整的测振技术方案，存在应用功能上的缺陷，而且还都存在对于输电线路舞动特征研究针对性不强的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供室外小档距光缆测振装置，它能够针对输电线路舞动特点，提出针对性的测振模拟试验方案，实现舞动特征识别等数据的采集与监测，为室外真型试验线路上的长距离监测作出理论与实践基础。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：室外小档距光缆测振装置，包括光路调制系统以及与所述光路调制系统相连接的电子解调系统，所述光路调制系统包括脉冲激光序列单元、光电转换单元以及分别与两者连接的环形器，所述环形器连接舞动线路的测试光纤；所述电子解调系统包括顺次连接的数据采集模块、数据解调模块、嵌入式处理器和上位机，所述嵌入式处理器与所述上位机之间通过网络端口连接；所述数据解调模块包括FPGA数据处理模块及其连接的时钟单元、触发单元；所述脉冲激光序列单元包括顺次连接的激光器、调制器和放大器，所述激光器包括极窄线宽激光器模块。

进一步地，所述调制器为声光调制器，可将连续光转换为脉冲光。

进一步地，所述放大器为掺铒光纤放大器。

进一步地，所述光电转换单元包括与所述环形器连接的光纤干涉仪以及与所述光纤干涉仪连接的光电探测器。

进一步地，所述数据采集模块包括模拟信号采集模块和数字信号转换模块，所述模拟信号采集模块包括交流耦合式模拟采样通道，所述数字信号转换模块可通过通用I/O方法及用户自定义协议与外部设备互联。

进一步地，所述触发单元包括软件触发模块与外部触发模块，所述软件触发模块包括上升沿、下降沿、高电平、低电平四种模式。

进一步地，所述数据解调模块包括数据总线，所述FPGA数据处理模块通过PCIe数据总线与所述嵌入式处理器连接。

进一步地，所述网络端口包括万兆以太网口和高速USB通用接口。

本实用新型的有益效果包括以下几个方面：