Opgw光缆的应力与温度状态检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供的一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，包括用于检测OPGW光缆的参数的检测模块、与所述检测模块的输出端电连接的处理模块以及与所述处理模块输出端电连接的告警模块；所述检测模块至少包括设置于OPGW光缆的应力检测单元以及设置于OPGW光缆杆塔的温度检测单元，所述应力检测单元和温度检测的输出端与处理模块的输入端连接；本实用新型的目的是提供一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，不仅能够全天候地对OPGW的状态进行实时监控，而且能够将引起OPGW光缆故障的因素中的覆冰因素和外力因素进行准确的区分判断，使工作人员能够根据区分判断结果执行相应的预防措施，确保OPGW光缆持续稳定运行的同时，能够有效减少或者预防同类事故的再次发生。
【专利说明】OPGW光缆的应力与温度状态检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种OPGW光缆的应力与温度状态检测
目.ο
【背景技术】
[0002]OPGW光缆是把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，OPGW具有较高的可靠性、优越的机械性能、成本也较低等显著特点，因而在电力网络中使用极为普遍，而且OPGW的状态关系到电网工作的稳定性以及供电的稳定性。
[0003]为了使OPGW光缆能够持续稳定运行，及时发现OPGW光缆的潜在故障并及时排除越来越重要，引起OPGW光缆故障的因素主要有覆冰、外力作用(比如大风天气)以及雷击三个主要诱因，目前对于覆冰和外力作用对OPGW光缆的破坏作用主要依靠在线监测或者人工监测，人工监测即人工巡检，但是人工巡检存在漏检、检测结果不准确、不全面等缺点，更为重要的是不能全天候进行监测，并且浪费人力，而现有的在线监测对于覆冰及外力作用的检测，主要采用对OPGW光缆的应力进行检测来判断OPGW光缆的覆冰状况或者受力状况，但是，覆冰和受力状况之间宄竟谁为主因，或者是否是共同作用等无法准确判断，因而当检测结果传达到监控中心，工作人员也就无法准确判断故障原因并根据故障对症下药，即使在重新更换故障线路段的OPGW光缆后，还是无法采取相应的预防措施预防或者减少同类故障的发生。
[0004]因此，需要提出一种新的OPGW光缆的检测系统，不仅能够全天候地对OPGW的状态进行实时监控，而且能够将引起OPGW光缆故障的因素中的覆冰因素和外力因素进行准确的区分判断，使工作人员能够根据区分判断结果执行相应的预防措施，确保OPGW光缆持续稳定运行的同时，能够有效减少或者预防同类事故的再次发生。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，不仅能够全天候地对OPGW的状态进行实时监控，而且能够将引起OPGW光缆故障的因素中的覆冰因素和外力因素进行准确的区分判断，使工作人员能够根据区分判断结果执行相应的预防措施，确保OPGW光缆持续稳定运行的同时，能够有效减少或者预防同类事故的再次发生。
[0006]本实用新型提供的一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，包括用于检测OPGW光缆的参数的检测模块、与所述检测模块的输出端电连接的处理模块以及与所述处理模块输出端电连接的告警模块；
[0007]所述检测模块至少包括设置于OPGW光缆的应力检测单元以及设置于OPGW光缆杆塔的温度检测单元，所述应力检测单元和温度检测的输出端与处理模块的输入端连接；
[0008]所述处理模块包括第一比较电路、第二比较电路、A/D转换电路、处理电路以及应力差值比较电路，所述第一比较电路和第二比较电路的输入端与应力检测单元的输出端连接，所述第一比较电路和第二比较电路的输出端与处理电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输入端与温度检测单元的输出端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述处理电路的输入端连接，所述应力检测单元的输出端还与所述处理电路的输入端连接，所述处理电路与所述应力差值比较电路电连接并进行数据交互，所述处理电路的输出端与告警模块的输入端电连接。
[0009]进一步，所述温度检测单元包括温度传感器、与所述温度传感器的输出端电连接的第一放大电路以及与所述第一放大电路输出端电连接的第一稳压滤波电路，所述第一稳压滤波电路的输出端与第一比较电路的输入端电连接。
[0010]进一步，所述应力检测单元包括应力传感器、与所述应力传感器的输出端连接的第二放大电路以及与第二放大电路的输出端电连接的第二稳压滤波电路，所述第二稳压滤波电路的输出端与第一比较电路和第二比较电路的输入端电连接。
[0011]进一步，所述告警模块包括与所述处理电路的输出端电连接的编码电路以及与所述编码电路的输出端电连接的无线发送电路，所述无线发送电路将处理电路输出的告警信息传输到监控中心的无线信号接收装置。
[0012]进一步，所述检测装置还包括设置于高压输电线路的取能互感器、与所述取能互感器的输出端电连接的电源稳压滤波电路以及与所述电源稳压滤波电路的输出端连接的DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的输出端分别与检测模块、处理模块以及告警模块的电源输入端电连接。
[0013]进一步，所述处理电路为单片机。
[0014]进一步，所述编码电路为PT2262编码电路。
[0015]进一步，所述第一比较电路和第二比较电路为LM339电压比较器。
[0016]本实用新型的有益效果:本实用新型的目的是提供一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，不仅能够全天候地对OPGW的状态进行实时监控，而且能够将引起OPGW光缆故障的因素中的覆冰因素和外力因素进行准确的区分判断，使工作人员能够根据区分判断结果执行相应的预防措施，确保OPGW光缆持续稳定运行的同时，能够有效减少或者预防同类事故的再次发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
[0018]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0019]图1为本实用新型的原理框图，如图所示，本实用新型提供的一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，包括用于检测OPGW光缆的参数的检测模块、与所述检测模块的输出端电连接的处理模块以及与所述处理模块输出端电连接的告警模块；
[0020]所述检测模块至少包括设置于OPGW光缆的应力检测单元以及设置于OPGW光缆杆塔的温度检测单元，所述应力检测单元和温度检测的输出端与处理模块的输入端连接；
[0021]所述处理模块包括第一比较电路、第二比较电路、A/D转换电路、处理电路以及应力差值比较电路，所述第一比较电路和第二比较电路的输入端与应力检测单元的输出端连接，所述第一比较电路和第二比较电路的输出端与处理电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输入端与温度检测单元的输出端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述处理电路的输入端连接，所述应力检测单元的输出端还与所述处理电路的输入端连接，所述处理电路与所述应力差值比较电路电连接并进行数据交互，所述处理电路的输出端与告警模块的输入端电连接，所述处理电路为单片机，也可以采用其他的具有处理能力的集成芯片，并且处理电路通过搭载现有的软件实现，再次不加以赘述，所述第一比较电路和第二比较电路为LM339电压比较器；
[0022]所述温度检测单元输出的温度信号通过A/D转换电路的作用，向处理电路输出数字信号，并且有处理电路进行处理识别，在处理电路中，预存有温度信号的参考值，即o°c，作为OPGW光缆覆冰的参考温度点；所述应力检测单元输出的应力信号分别输入到第一比较电路和第二比较电路中，在第一比较电路和第二比较电路中均设置有应力阈值，且第一比较电路中的应力阈值范围为A < F < B，第二比较器中的应力阈值范围为B < F，其中，A为初始应力值，可以为0，F表示应力，B表示设定的应力阈值，也可以为大于O的一个值(该值为OPGW光缆的自身重力的作用引起的应力)。
[0023]当应力检测单元输出的应力信号输入到第一比较电路以及第二比较电路，当A < F < B时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，且应力检测单元输出的应力信号在同一时间输入到处理电路中，由处理电路计算当前应力值，并且计算当前应力值与前一次测得的应力值的应力差值，处理电路将应力差值传输到应力差值比较电路中，所述应力差值比较电路中预存有应力差值阈值并与应力差值进行比较，并将比较结果传输到处理电路中，此时处理电路还将温度信号作为参考信号进行如下告警判断:
[0024]I)如当前应力值与前一次测得的应力值的应力差值小于预存的差值阈值，且当前温度小于零，则处理电路将告警信息通过告警电路传输到监控中心，该告警信息应当为当前OPGW光缆的应力变化主要为覆冰，监控中心应当注意随时进行除冰准备，其原因是线路覆冰引起的OPGW的应力变化应该是一个连续且缓慢的过程，不会出现应力跳变；
[0025]2)如当前应力值与前一次测得的应力值的应力差值大于预存的差值阈值，且当前温度小于零，则处理电路将告警信息通过告警电路传输到监控中心，该告警信息应当为当前OPGW光缆的应力变化为覆冰与外力的共同作用，监控中心应当立即进行外力因素查找，排出外力干扰，并做好除冰准备，由于处理电路采用单片机，可以通过现有的程序进行实践记录，如果OPGW光缆长时间处于该状态，监控中心的工作人员应当采取相应的预防措施(该预防措施包括除冰装置意外的措施，比如增加防风装置等)；
[0026]3)如当前温度大于零，则当前应力值与前一次测得的应力值的应力差值无论大于或者是小于预存的差值阈值，且则处理电路将告警信息通过告警电路传输到监控中心，该告警信息应当为当前OPGW光缆的应力变化为外力的作用，监控中心应当立即进行外力因素查找，排出外力干扰。
[0027]当B < F时，第一比较电路输出电平，第二比较电路输出高电平，此时处理电路还将温度信号作为参考信号进行如下告警判断:
[0028]I)如当前温度小于零，处理电路不再做应力差值处理，而直接向告警模块输出告警命令，该告警命令为OPGW当前的荷冰严重，处于紧急状态，应当立即处理；
[0029]2)如当前温度大于零，处理电路不再做应力差值处理，而直接向告警模块输出告警命令，该告警命令为OPGW当前受外力干扰严重，处于经济状态，应当立即处理，排出干扰。
[0030]上述中的应力阈值B并非是OPGW光缆的断线的临界阈值，而是小于该临界阈值，能够为OPGW光缆的故障排出争取时间。
[0031]本实施例中，所述温度检测单元包括温度传感器、与所述温度传感器的输出端电连接的第一放大电路以及与所述第一放大电路输出端电连接的第一稳压滤波电路，所述第一稳压滤波电路的输出端与第一比较电路的输入端电连接，通过这种结构，能够为处理电路提供稳定的工作信号，稳压滤波电路并不改变温度传感器输出的电压，只使温度传感器输出的电压信号更加稳定。
[0032]本实施例中，所述应力检测单元包括应力传感器、与所述应力传感器的输出端连接的第二放大电路以及与第二放大电路的输出端电连接的第二稳压滤波电路，所述第二稳压滤波电路的输出端与第一比较电路和第二比较电路的输入端电连接，通过这种结构，能够为第一比较电路和第二比较电路提供稳定的工作信号，稳压滤波电路并不改变应力传感器输出的电压，只使应力传感器输出的电压信号更加稳定。
[0033]本实施例中，所述告警模块包括与所述处理电路的输出端电连接的编码电路以及与所述编码电路的输出端电连接的无线发送电路，所述无线发送电路将处理电路输出的告警信息传输到监控中心的无线信号接收装置，通过告警模块的作用，能够将告警信息传递到远程的监控中心，尤其是OPGW光缆在偏僻区域，所述无线发送电路可以采用3G无线电路，也可以采用以太网的无线路，均可以实现本实用新型的目的，所述编码电路的作用为告警信息进行预设性的编码，即是说:不同的告警信息都需要通过编码电路进行编码，且该编码电路的码元信息是预设定的，并且该码元信息应当标示该告警模块所在区域，所处的线路段的段号等，便于维护检修人员进行准确定位，并及时到达事故现场，所述编码电路为PT2262编码电路。
[0034]本实施例中，所述检测装置还包括设置于高压输电线路的取能互感器、与所述取能互感器的输出端电连接的电源稳压滤波电路以及与所述电源稳压滤波电路的输出端连接的DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的输出端分别与检测模块、处理模块以及告警模块的电源输入端电连接，通过这种结构，能够保证本实用新型能够全天候进行监控，无需外部电源供电，保证本实用新型能够持续稳定地运行，取能互感器可以采用电流互感器或者电压互感器，电流互感器输出的电流需要转换成电压，本实施例中采用电压互感器，电路结构简单。
[0035]本实施例中，上述中的各电路均可以采用现有的电路或者集成电路实现，在此不再一一对其电路结构及工作原理进行赘述。
[0036]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种OPGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:包括用于检测0PGW光缆的参数的检测模块、与所述检测模块的输出端电连接的处理模块以及与所述处理模块输出端电连接的告警模块； 所述检测模块至少包括设置于0PGW光缆的应力检测单元以及设置于0PGW光缆杆塔的温度检测单元，所述应力检测单元和温度检测单元的输出端与处理模块的输入端连接； 所述处理模块包括第一比较电路、第二比较电路、A/D转换电路、处理电路以及应力差值比较电路，所述第一比较电路和第二比较电路的输入端与应力检测单元的输出端连接，所述第一比较电路和第二比较电路的输出端与处理电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输入端与温度检测单元的输出端连接，所述A/D转换电路的输出端与所述处理电路的输入端连接，所述应力检测单元的输出端还与所述处理电路的输入端连接，所述处理电路与所述应力差值比较电路电连接并进行数据交互，所述处理电路的输出端与告警模块的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述温度检测单元包括温度传感器、与所述温度传感器的输出端电连接的第一放大电路以及与所述第一放大电路输出端电连接的第一稳压滤波电路，所述第一稳压滤波电路的输出端与第一比较电路的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述应力检测单元包括应力传感器、与所述应力传感器的输出端连接的第二放大电路以及与第二放大电路的输出端电连接的第二稳压滤波电路，所述第二稳压滤波电路的输出端与第一比较电路和第二比较电路的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述告警模块包括与所述处理电路的输出端电连接的编码电路以及与所述编码电路的输出端电连接的无线发送电路，所述无线发送电路将处理电路输出的告警信息传输到监控中心的无线信号接收装置。
5.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述检测装置还包括设置于高压输电线路的取能互感器、与所述取能互感器的输出端电连接的电源稳压滤波电路以及与所述电源稳压滤波电路的输出端连接的DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的输出端分别与检测模块、处理模块以及告警模块的电源输入端电连接。
6.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述处理电路为单片机。
7.根据权利要求4所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述编码电路为PT2262编码电路。
8.根据权利要求1所述0PGW光缆的应力与温度状态检测装置，其特征在于:所述第一比较电路和第二比较电路为LM339电压比较器。
【文档编号】G01L5/00GK204228314SQ201420596518
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】刘孝先, 聂静, 唐夲, 杜海波 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司信息通信分公司