一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统的制作方法

文档序号:43993472发布日期:2025-12-09 20:01阅读:24来源:国知局

本申请涉及电力杆塔监测领域,特别是涉及一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统。


背景技术:

1、在高压输电系统中,杆塔作为支撑导线的关键设施,其状态(如倾斜、沉降、导线张力异常等)直接影响输电安全。传统杆塔监测手段存在局限性:一方面,监测设备多为外挂式,易受环境干扰(如污闪、风振),且安装复杂,增加杆塔载荷;另一方面,难以实现“绝缘子-拉线-杆塔”全路径协同监测,无法全面、精准获取杆塔及附属设备的运行状态。随着智能电网发展,对杆塔状态监测的集成化、智能化、精准化需求愈发迫切,因此,研发一种创新的杆塔状态监测方法及系统极具现实意义。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,集成绝缘子串和光纤拉线实现杆塔状态实时监测,进而保障高压输电线路杆塔的安全稳定运行。

2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

3、本申请提供了一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,包括:光纤解调仪、边缘计算单元、多条钢绞线和多个复合绝缘子;

4、所述钢绞线与所述复合绝缘子一一对应设置;所述复合绝缘子内嵌设有第一光纤;所述钢绞线内嵌设有第二光纤;

5、多个所述复合绝缘子等间隔对称设置于杆塔顶端;所述复合绝缘子两端金具处均设置有第一光纤接口;

6、所述钢绞线内第二光纤的一端与对应复合绝缘子中的第一光纤接口连接;所述钢绞线内第二光纤的另一端通过光纤转接盒熔接;所述光纤转接盒设置于杆塔固定座处;

7、所述光纤解调仪用于发射探测光,并接收反射光;

8、所述边缘计算单元用于根据所述反射光确定杆塔的实时监测结果。

9、可选地,所述金具为球头或碗头。

10、可选地,所述复合绝缘子包括:硅橡胶伞裙和玻璃纤维芯棒;

11、所述硅橡胶伞裙套设于所述玻璃纤维芯棒的外表面;

12、所述玻璃纤维芯棒内嵌设有第一光纤。

13、可选地,所述钢绞线为镀锌钢绞线。

14、可选地,所述钢绞线为7×7钢绞线。

15、可选地,所述第二光纤为3-6芯光纤束。

16、可选地,所述第二光纤上设置有光纤传感器。

17、可选地,所述光纤传感器包括:多个等间隔设置的多个布拉格光纤光栅;

18、不同布拉格光纤光栅的反射波长均不同。

19、可选地,所述边缘计算单元的工作原理包括:

20、根据钢绞线不同高度处的光纤应变差,以及钢绞线间的几何关系确定杆塔倾斜角度;

21、在杆塔倾斜角度超出预设倾斜角度范围时,判定杆塔倾斜;

22、获取钢绞线应变和复合绝缘子应变;

23、在钢绞线应变超出预设钢绞线应变范围或复合绝缘子应变超出复合绝缘子应变时,根据钢绞线应变和复合绝缘子应变反演覆冰厚度和舞动幅度;

24、在覆冰厚度超出预设覆冰厚度范围时,判定导线覆冰厚度异常;

25、在舞动幅度超出预设舞动幅度范围时,判定导线舞动幅度异常;

26、在导线张力超出预设导线张力范围时,判定导线张力异常;

27、在复合绝缘子中玻璃纤维芯棒应变超出预设玻璃纤维芯棒应变范围,或复合绝缘子中玻璃纤维芯棒温度超出预设玻璃纤维芯棒温度范围时,判定复合绝缘子。

28、可选地,所述杆塔倾斜角度为:

29、θ=arcsin(δε×l/δh);

30、其中,θ为杆塔倾斜角度;δε为钢绞线不同高度处的光纤应变差;l为钢绞线长度;δh为高度差。

31、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

32、本申请提供了一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,替换原普通绝缘子:将集成光纤的绝缘子串,通过球头-碗头金具与导线、拉线钢绞线连接,确保机械连接可靠、光纤接口密封良好;拉线侧光纤连接:拉线钢绞线内置/表面的光纤,一端接入绝缘子串光纤接口,另一端延伸至杆塔固定座附近的光纤转接盒(内置光纤熔接盘),完成熔接,保证传感连续性,构建从“绝缘子串→拉线→固定座”的贯通传感链。光纤解调仪持续发射探测光(botda的脉冲光或fbg的扫描光),沿“绝缘子串→拉线→固定座”路径采集应变、温度、振动数据,实时传输至边缘计算单元;边缘计算单元解析数据,识别特征参数。可同时监测绝缘子自身劣化(芯棒应变异常反映结构损伤,温度异常升高预示内部缺陷)与杆塔受力状态(拉线张力变化导致光纤应变改变,杆塔倾斜引发光纤弯曲应变),达成“一器两用”。



技术特征:

1.一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,包括:光纤解调仪、边缘计算单元、多条钢绞线和多个复合绝缘子;

2.根据权利要求1所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述金具为球头或碗头。

3.根据权利要求1所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述复合绝缘子包括:硅橡胶伞裙和玻璃纤维芯棒;

4.根据权利要求1所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述钢绞线为镀锌钢绞线。

5.根据权利要求1所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述钢绞线为7×7钢绞线。

6.根据权利要求4所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述第二光纤为3-6芯光纤束。

7.根据权利要求4所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述第二光纤上设置有光纤传感器。

8.根据权利要求7所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述光纤传感器包括:多个等间隔设置的多个布拉格光纤光栅;

9.根据权利要求1所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述边缘计算单元的工作原理包括:

10.根据权利要求9所述的基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,其特征在于,所述杆塔倾斜角度为:


技术总结
本申请公开了一种基于绝缘子串和光纤拉线的杆塔状态监测系统,涉及电力杆塔监测领域,该系统包括:钢绞线与复合绝缘子一一对应设置;复合绝缘子内嵌设有第一光纤;钢绞线内嵌设有第二光纤;多个复合绝缘子等间隔对称设置于杆塔顶端;复合绝缘子两端金具处均设置有第一光纤接口;钢绞线内第二光纤的一端与对应复合绝缘子中的第一光纤接口连接;钢绞线内第二光纤的另一端通过光纤转接盒熔接;光纤转接盒设置于杆塔固定座处;光纤解调仪用于发射探测光,并接收反射光;边缘计算单元用于根据反射光确定杆塔的实时监测结果。本申请集成绝缘子串和光纤拉线实现杆塔状态实时监测,进而保障高压输电线路杆塔的安全稳定运行。

技术研发人员:宰红斌,付晶,薛飞,金治华,张丽敏,张艳菲,李昱君,王丹丹,付博倩
受保护的技术使用者:国网山西省电力有限公司晋城供电分公司
技术研发日:
技术公布日:2025/12/8
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