一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及架空输电线路监测领域，尤其是涉及一种电力架空光缆温度及应变分 布式监测装置。
【背景技术】
[0002] 架空输电线路是电力系统中实现电能远距离传输的一个重要环节，是电力系统的 动脉。传统的架空输电线路检查主要依靠运行维护人员周期性巡视，存在实时性差、监测范 围有限等很多局限性。电力架空光缆是一种特殊的架空输电线路，主要有介质自承重光缆 ADSS、光纤复合架空地线OPGW和光纤复合架空相线OPPC，尤其是OPGW和OPPC是电力通信、 调度的主要载体，应用广泛。加强电力架空光缆在线监测意义重大。
[0003] 近年来，国内外提出了将光传感系统用于电力架空光缆线路在线监测领域，实现 光缆温度、应变等参数测量。中国专利CN 201569523 U "一种应用于光纤复合相线OPPC 的应力应变测量装置"，由基于布里渊散射的分布式光纤系统B0TDR、监控计算机、传导光纤 及其接头盒和光纤复合相线OPPC组成，可完成对OPPC应力应变异常点监测。中国专利CN 203163769 U "一种基于分布式光纤传感器的架空线路安全监测系统"，由架空线应力传感 装置、架空线温度传感装置及架空线环境监测装置组成，其架空线应力传感装置基于分布 式光纤布里渊时域光时域反射（BOTDR)传感原理，架空线温度传感装置基于分布式光纤拉 曼测温（ROTDR)传感原理，实现对整条架空输电线路的温度进行实时在线分布式监测。中 国专利CN 102840928 A "一种用于光纤复合相线的在线温度监测系统及其监测方法"及中 国专利CN 203310540 U"一种融合光纤复合相线的温度与应变在线监测装置"，提出利用多 模光纤对运行的OPPC光缆温度进行实时分区监测，测量距离不超过20km，不能实现长距离 OPPC全程实时连续监测。美国专利授权号US7412117(PCT/GB2004/004383) Apparatus and method for distributed temperaturesensing，并没有考虑OPPC线路复杂热传导特点，没 有考虑到架空光缆多点接续的特殊性能。
[0004] 上述提到的几个专利在OPPC应力监测方面均采用BOTDR技术，但用于测试的光纤 复合相线OPPC为常规结构，其结构（包括光单元）设计原则都是使缆内的光纤与外部温 度、应变（尤其是应变）尽可能地隔离，以保障光信号不受外部影响地可靠传输。因此，对 于常规电力架空光缆，光纤相对于光单元有冗余长度（光纤余长），即光纤在光单元内是松 弛的，另外光单元位于绞合层，此时光单元相比于光缆还存在一定的绞合余长，电力架空光 缆在一定范围内发生应变时，缆内的光纤并不发生应变，因此其在OPPC应力监测准确度方 面有待改进。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题提供一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置， 能够有效利用架空光缆内部冗余光纤，实现分布式温度及应变测量。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电力架空光缆温度及应变分 布式监测装置，其特征在于，包括测试主机、架空光缆和光纤接续盒；所述架空光缆内设置 有第一光单元和第二光单元，所述第一光单元位于架空光缆的中心层，所述第二光单元位 于架空光缆的绞合层；所述第一光单元的一个端口与所述测试主机的第一光端口连接，所 述第一光单元的另一个端口引入所述光纤接续盒内部；所述第二光单元的一个端口与所述 测试主机的第二光端口连接，所述第二光单元的另一个端口引入所述的光纤接续盒内部； 所述第一光单元的另一个端口与所述的第二光单元的另一个端口在所述的光纤接续盒内 部相连。
[0007] 在本发明一实施例中，所述第一光单元内置至少一根没有余长的紧套光纤，所述 第二光单元内置有至少一根余长为〇. 5% -0. 8%的松套光纤。
[0008] 在本发明一实施例中，所述测试主机具有两个光端口，第一光端口具有发送连续 激光信号功能，第二端口用于发送脉冲激光信号，且具有接收反馈的布里渊频谱信号功能， 所述测试主机从第二光端口接收到反馈信号后解调出光纤温度值和应变值。
[0009] 在本发明一实施例中，所述测试主机设置有温度及应变分离计算模块，并采用如 下方式计算所述线路的的温度：
【主权项】
1. 一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置，其特征在于，包括测试主机、架空光 缆和光纤接续盒；所述架空光缆内设置有第一光单元和第二光单元，所述第一光单元位于 架空光缆的中心层，所述第二光单元位于架空光缆的绞合层；所述第一光单元的一个端口 与所述测试主机的第一光端口连接，所述第一光单元的另一个端口引入所述光纤接续盒内 部；所述第二光单元的一个端口与所述测试主机的第二光端口连接，所述第二光单元的另 一个端口引入所述的光纤接续盒内部；所述第一光单元的另一个端口与所述的第二光单元 的另一个端口在所述的光纤接续盒内部相连。
2. 根据权利要求1所述的一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置，其特征在 于：所述第一光单元内置至少一根没有余长的紧套光纤，所述第二光单元内置有至少一根 余长为0. 5% -0. 8 %的松套光纤。
3. 根据权利要求1所述的一种电力架空光缆温度及应变分布式监测装置，其特征在 于：所述测试主机具有两个光端口，第一光端口具有发送连续激光信号功能，第二端口用于 发送脉冲激光信号，且具有接收反馈的布里渊频谱信号功能，所述测试主机从第二光端口 接收到反馈信号后解调出光纤温度值和应变值。
4. 根据权利要求1或3所述的一种电力架空光缆温度及应变分布式监测方法与监 测装置，其特征在于：所述测试主机设置有温度及应变分离计算模块，并采用如下方式计 算所述线路的的温度：
采用如下方式计算所述线路的 应变
其中，L为光单元到所述测试主机的距离， Δ υΒ1 (L)为第一光单元布里渊频谱分布信息、Λ υΒ2 (L)为第二光单元布里渊频谱分布信 息，AT1(L)为第一光单元温度的变化量、AT2(L)为第二光单元温度的变化量，Λ ε JL)为 第一光单元应变的变化量、Δ S2(L)为第二光单元应变的变化量，Cf为第一光单元布里渊 频移温度系数、为第二光单元布里渊频移温度系数，Q为第一光单元布里渊频移应变 系数、c2s为第二光单元布里渊频移应变系数。
5. 根据权利要求4所述的一种电力架空光缆温度及应变分布式监测方法与监测装置， 其特征在于：所述第一光单元布里渊频移温度系数、所述第二光单元布里渊频移温度系 数C『、所述第一光单元布里渊频移应变系数Cf及所述第二光单元布里渊频移应变系数 Q通过测试所述OPPC中第一光单元、第二光单元中紧套光纤和松套光纤获得。
6. 根据权利要求1所述的一种电力架空光缆温度及应变分布式监测方法与监测装置， 其特征在于：所述光纤接续盒具有光纤熔接保护、盘绕多余光纤功能。
【专利摘要】本发明涉及了一种用于电力架空光缆温度及应变分布式监测装置，包括测试主机、架空光缆、光纤接续盒，架空光缆内设置有两个光单元，其中第一光单元位于光缆中心，至少有一根没有余长的紧套光纤，第二光单元位于光缆绞合层，至少有一根余长为0.5-0.8%的松套光纤，紧套光纤和松套光纤的一端分别与测试主机的两个光端口相连，紧套光纤和松套光纤的另一端分别进入光纤接续盒后相连。紧套光纤和松套光纤分别用于分布式应变和温度测量，从而实现电力架空线路分布式实时监测，保障电力输送安全。
【IPC分类】G01K11-32, G01B11-16, G01D21-02, G01L1-24
【公开号】CN104634388
【申请号】CN201510031099
【发明人】吴文宣, 连纪文, 卓秀者, 蔡光飚, 陈金武, 李 杰, 张芬芬
【申请人】国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司莆田供电公司, 福建永福电通技术开发有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月22日