一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对0PPC输电线路的监测，特别是一种基于双管异构的电力架空光缆 分布式应变应力监测方法。
【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。传统架空输电 线路的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，尤其是0PGW和0PPC是电力通信的主要载 体，应用广泛。因此利用0PPC加强架空输电线路应变应力在线监测意义重大。
[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CN201569523U"一种应用于光纤复合相线0PPC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0PPC组成，可完成对0PPC应力应变异常点监测。中国专利CN 203163769U"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（B0TDR)传感原理，架空线温度传感装置基于分布式光纤拉 曼测温（R0TDR)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CN102840928A"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CN203310540U"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0PPC光缆温度进行实时分区监测。
[0004] 上述提到的几个专利在0PPC应力监测方面均采用B0TDR技术，但用于测试的光纤 复合相线0PPC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，测量距离不超过20km，不能实现长距离 0PPC全程实时连续监测，因此其在0PPC应力监测准确度和精度等方面有待改进。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测 方法，以实现对0PPC输电线路中导线温度的测量。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于双管异构的电力架空光缆分布 式应变应力监测方法，其特征在于，按照如下步骤实现： S1 :在两个站点之间架设包括双管异构0PPC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 :启动所述监测装置，对所述线路中光纤应变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应变值。
[0008] 在本发明一实施例中，所述监测装置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温度：
【主权项】
1. 一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法，其特征在于，按照如 下步骤实现： 51 :在两个站点之间架设包括双管异构OPPC的线路，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 :启动所述监测装置，对所述线路中光纤应变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应变值。
2. 如权利要求1所述的一种基于双管异构的电力架空光缆 分布式应变应力监测方法，其特征在于：所述监测装置设置有温 度及应变分离计算模块，并采用如下方式计算所述线路的温度：
采用如下方式计算所述线路的应变：
u:中z为光单元到监测装置的距离，第 一光单元布里渊频谱分布信息、蟲髎jJ/)为第二光单元布里渊频谱分布信息，为笫一 光单元温度的变化量(麗1为第二光单元温度的变化量为第一光单元应变的变 化量、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、Cf第二光 单元布里渊频移温度系数，为第一光单元布里渊频移应变系数、q为第二光单元布里 渊频移应变系数。
3. 权利要求2所述的一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法， 其特征在于：所述第一光单元布里渊频移温度系数Cf、所述第二光单元布里渊频移温度系 数、cf、所述第一光单元布里渊频移应变系数q及所述第二光单元布里渊频移应变系数 通过测试所述新型oppc中第一光单元、第二光单元中紧套光纤和松套光纤获取。
4. 根据权利要求1所述的一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方 法，其特征在于：所述的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所述的一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方 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。
6. 根据权利要求1所述的一种基于双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方 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双管异构的电力架空光缆分布式应变应力监测方法，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应变应力测量。本发明所提出的一种基于异构双纤的电力架空光缆分布式应变应力监测方法，实现了对电力架空光缆应变应力全程连续实时监测，为电网故障抢修及安全运行提供保障。
【IPC分类】G01D21-02
【公开号】CN104614017
【申请号】CN201510032539
【发明人】吴文宣, 连纪文, 卓秀者, 李勃, 唐元春, 陈奇太, 庄深俊
【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13日
【申请日】2015年1月22日