一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对OPPC输电线路的监测，特别是一种基于全程分布式的电力架空光 缆载流量监测方法。
【背景技术】
[0002] 线路输电能力与导线运行温度直接相关。导线的载流量与导线的温度、环境温度、 风速、日照强度、导线表面状态等有关。对于确定的环境条件，导线的允许载流量直接取决 于其发热允许温度，允许温度越高，允许载流量越大。但是导线发热允许温度受导线载流发 热后的强度损失制约，因此架空导线的允许载流量一般是按一定气象条件下导线不超过某 一温度来计算的，目的在于尽量减少导线的强度损失，以提高或确保导线的使用寿命。
[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、载流量等参数测量。中国专利CN 103235226 A"0PPC动态增容在线监测装置及 监测方法"，提出采用内置测温光纤监测导线稳态时的温度，采用微气象站监测导线稳态时 的气象信息，将稳态时的输电线路微气象和导线温度信息传至监控中心主机，利用载流量 稳态计算模型软件计算线路的载流量。中国专利CN 102840928 A"一种OPPC光缆应力和载 流量测量计算系统"，提出采用光纤光栅监测OPPC的温度，通过载流量处理模块计算OPPC 的载流量。由于现有的测温光纤或光纤光栅传感器，一般只能采集光纤温度的离散值，存在 测量不准确问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，以 达到对电力架空光缆线路载流量全程连续监测的目的。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于全程分布式的电力架空光缆载 流量监测方法，其特征在于，按照如下步骤： 51 :在两个站点之间架设OPPC线路，在其中一个站点内设置第一光纤配线架和监测装 置，在另一个站点内设置第二光纤配线架，所述线路的两端分别通过导引光缆引入对应的 站点；所述新型OPPC包括：第一光单元和第二光单元，且沿所述新型OPPC径向由内向外依 次设置有中心层和绞合层；在所述新型OPPC的中心层设置所述第一光单元；在所述第一 光单元内置有至少一根没有余长紧套光纤；在所述新型OPPC的绞合层设置所述第二光单 元，在所述第二光单元内置有至少一根有余长的松套光纤；所述导引光缆采用与所述新型 OPPC中第一光单元和第二光单元同类型同数量光纤的ADSS或普通光缆； 52 :分别获取所述线路和两条导引光缆对应端口内的紧套光纤和松套光纤；将所述线 路一端和其中一导引光缆一端中的紧套光纤和松套光纤分别熔接，并将熔接后的紧套光纤 和松套光纤盘绕固定在一接续盒内，且该接续盒设置在一终端塔上；将所述线路另一端和 另一导引光缆一端中的紧套光纤和松套光纤分别熔接，并将熔接后的紧套光纤和松套光纤 盘绕固定在另一接续盒内，且该接续盒设置在另一终端塔上；分别将两条导引光缆另一端 分别对应成端于所述第一光纤配线架和所述第二光纤配线架；用跳纤将所述第一光纤配线 架与所述监测装置相连，用跳纤将成端于所述第二光纤配线架上的紧套光纤和松套光纤进 行连接，以构成一监测回路； 53 :在所述线路上布设环境温度监测模块和风速监测模块； 54 :启动所述监测装置，对所述线路中光纤温度进行实时全程连续测试，并每隔T秒自 动记录和保存一组采集的温度值；每隔T小时自动记录和保存一组采集的环境温度和风速 值；根据测量数据以及载流量稳态数学模型和载流量暂态数学模型获取所述线路中的载流 量。
[0006] 在本发明一实施例中，所述的监测装置中设置有温度分离计算模块，并采用如下 方式计算所述线路的的温度：
【主权项】
1. 一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特征在于，按照如下步 骤： 51 :在两个站点之间架设OPPC线路，在其中一个站点内设置第一光纤配线架和监测装 置，在另一个站点内设置第二光纤配线架，所述线路的两端分别通过导引光缆引入对应的 站点；所述新型OPPC包括：第一光单元和第二光单元，且沿所述新型OPPC径向由内向外 依次设置有中心层和绞合层；在所述新型OPPC的中心层设置所述第一光单元；在所述第一 光单元内置有至少一根没有余长紧套光纤；在所述新型OPPC的绞合层设置所述第二光单 元，在所述第二光单元内置有至少一根有余长的松套光纤；所述导引光缆采用与所述新型 OPPC中第一光单元和第二光单元同类型同数量光纤的ADSS或普通光缆； 52 :分别获取所述线路和两条导引光缆对应端口内的紧套光纤和松套光纤；将所述线 路一端和其中一导引光缆一端中的紧套光纤和松套光纤分别熔接，并将熔接后的紧套光纤 和松套光纤盘绕固定在一接续盒内，且该接续盒设置在一终端塔上；将所述线路另一端和 另一导引光缆一端中的紧套光纤和松套光纤分别熔接，并将熔接后的紧套光纤和松套光纤 盘绕固定在另一接续盒内，且该接续盒设置在另一终端塔上；分别将两条导引光缆另一端 分别对应成端于所述第一光纤配线架和所述第二光纤配线架；用跳纤将所述第一光纤配线 架与所述监测装置相连，用跳纤将成端于所述第二光纤配线架上的紧套光纤和松套光纤进 行连接，以构成一监测回路； 53 :在所述线路上布设环境温度监测模块和风速监测模块； 54 :启动所述监测装置，对所述线路中光纤温度进行实时全程连续测试，并每隔T秒自 动记录和保存一组采集的温度值；每隔T小时自动记录和保存一组采集的环境温度和风速 值；根据测量数据以及载流量稳态数学模型和载流量暂态数学模型获取所述线路中的载流 量。
2. 根据权利要求1所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特 征在于：所述的监测装置中设置有温度分离计算模块，并采用如下方式计算所述线路的的 温度：Δ，(Ζ)= Δ，2(Ζ)=义^，其中L为光单元到监测装置的距离，Λ uB2(L)为第二光 单元的布里渊频谱分布信息，Λ T2 (L)为第二光单元温度的变化量，.为第二光单元布里 渊频移温度系数。
3. 权利要求2所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特征在 于：所述第二光单元布里渊频移温度系数Cf通过测试所述新型OPPC中第二光单元中松套 光纤获取。
4. 根据权利要求2所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特 征在于：所述监测装置具有两个光端口，第一光端口具有发送连续激光信号功能，第二光端 口用于发送脉冲激光信号，同时具有接收反馈的布里渊频谱信号功能；所述的监测装置从 第二光端口接收到反馈信号后解调出光纤温度值。
5. 根据权利要求1所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特 征在于：在所述步骤S4中，所述载流量稳态数学模型为：
所述载流量暂态数学模型为：
其中，I 为载流量，Q。为对流散热功率，为辐射散热功率，Q 3为日照辐射吸热功率，R(t。）为导线表 面温度为t。时的导线单位长度的交流电阻，m为单位长度导线的质量，Cp为导线的比热容。
6. 根据权利要求1所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特 征在于：在所述新型OPPC中还设置有铝包钢线和/或铝线；所述铝包钢线和/或铝线设置 于所述新型OPPC的绞合层。
7. 根据权利要求1所述的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，其特 征在于：所述接续盒是一种能抗高压、绝缘性能良好的专用接续盒。
【专利摘要】本发明涉及一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，在两站点间架设新型OPPC线路，所述新型OPPC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监测装置的两个光端口相连，紧套光纤和松套光纤的另一端分别进入光纤配线架后相连，启动该监测装置开始导线和环境温度、风速测量；通过测量数据、载流量稳态和暂态计算模型，获取线路导线载流量。本发明所提出的一种基于全程分布式的电力架空光缆载流量监测方法，实现电力架空线路载流量实时监测，保障电网安全运行。
【IPC分类】G01K11-32, G01R31-00
【公开号】CN104635079
【申请号】CN201510031061
【发明人】吴文宣, 连纪文, 卓秀者, 陈金武, 张芬芬, 蔡光飚, 邓舒
【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, 福建永福工程顾问有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月22日