[发明专利]基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路的故障检测方法，尤其是涉及一种基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法。

背景技术

高压输电线路被称为国家电力系统的“血管”，直接关系到国家的经济建设及国防建设。随着近些年国民经济的日益发展，现代电力系统不断向着大机组、大容量和高电压的方向迅速发展，电力系统的运行条件更加苛刻，电力输送距离日益增加，对输电线路安全性的要求也越来越高。而高压输电导线是输电线路电功率的载体，是直接保证电力系统安全稳定运行的重要组成部分。

高压输电导线通常布置在野外露天环境中，长期处于日晒、风吹、冰冻等恶劣的运行条件下，极易受到各种自然条件的影响。一般认为输电导线一直处于微风振动状态，微风引起的振动幅度虽然比较小，但是由于常用的输电导线为钢芯铝绞线，这种导线是由内层钢芯与外层铝绞线通过一定角度缠绕在一起组成的。在长期的弯曲作用与轴向拉力的共同作用下，导线的股与股之间、导线与线夹之间会产生局部微小的相对滑动，导致各接触面发生微动磨损，经历年复一年的累积，导致输电导线断股、损伤，造成输电线路破坏。输电导线的断股、损伤，轻则降低载流量，重则造成断线事故，严重危害输电线路的安全运行。国内外由于输电导线断股、损伤引起的事故时有发生。

目前，对输电线路进行巡视主要有地面目测和直升飞机航测两种方法，地面目测通过人工巡线的方式进行，采用肉眼或望远镜对输电线路进行观测，由于输电线路所处地理位置等条件限制，人工巡线精度低、劳动强度大，且存在盲区；直升飞机可携带多种仪器设备对输电线路进行航测，精度和效率较高，但由于受巡视区域地理、气候等条件的影响，存在安全隐患，且巡线费用高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能进行精确定位、提高输电线路巡检效率、提高电力系统可靠性的基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法。输电导线断股、损伤处裂缝宽度的变化引起相应传感光纤产生光损耗，本发明方法就是利用光时域反射仪(OTDR)技术对光损耗进行测量，从而对高压输电导线的断股、损伤情况进行检测。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法，该方法包括：

1)将检测用传感光纤固定在高压输电导线上，且检测用传感光纤与高压输电导线间形成一个夹角；

2)光时域反射仪发射探测激光到检测用传感光纤入射端，该探测激光沿着检测用传感光纤传输；

3)检测用传感光纤向光时域反射仪返回背向瑞利散射光信号；

4)光时域反射仪接收到背向瑞利散射光信号后，对该信号进行抽样采集和分析处理，得到光纤传输线路各个不同位置处的背向瑞利散射光功率，并将检测结果曲线显示在光时域反射仪的示波器的面板上；

5)光时域反射仪根据步骤4)得到的背向瑞利散射光功率和检测结果曲线获得检测用传感光纤状态信息，进而检测并定位出高压输电导线上存在的断股和损伤。

所述的检测用传感光纤与高压输电导线间的夹角小于45°。

所述的光时域反射仪包括依次连接的光源、方向耦合器、光检测器、取样分析器和示波器。

所述的探测激光为大功率窄脉冲探测激光。

所述的探测激光沿着检测用传感光纤传输时，探测激光在检测用传感光纤内发生瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射。

所述的背向瑞利散射光信号是由部分瑞利散射信号沿着与探测激光传播方向成180°的方向传播形成。

所述的不同位置处的背向瑞利散射光功率P(x)的计算方程如下：