[发明专利]一种用于分裂导线的振动监测系统及方法

权利要求书

1.一种用于分裂导线的振动监测系统，包括：分裂导线振动监测装置（25），光纤（26），光纤复合架空地线（29）、光纤光栅解调仪（30）和计算机系统（31）；其特征在于：所述分裂导线振动监测装置（25）包括：一分裂导线间隔棒骨架（1）；一凸轮轴（2），所述凸轮轴（2）通过轴承（20）与所述间隔棒骨架（1）中心孔的中段连接，所述凸轮轴（2）一端连接一重物（15）；第一光纤光栅传感单元（3），固定在所述间隔棒骨架（1）中心孔前段内壁上，所述第一光纤光栅传感单元（3）的触头（21）与凸轮轴（2）凸轮外壁接触；压盖（12），所述压盖（12）通过螺栓固定在所述间隔棒骨架（1）伸出部分上，且与所述间隔棒骨架（1）的伸出部分构成内孔，所述内孔的前段轮廓为凸轮槽；金属套筒（9），橡胶套环（10），所述金属套筒（9）通过所述橡胶套环（10）与子导线（14）实现软接触，并通过螺栓固定，所述金属套筒（9）设置于所述内孔中，子导线（14）相对于所述间隔棒骨架（1）中心孔的轴心中心对称设置；第二光纤光栅传感单元（8），螺栓固定于金属套筒（9）上，所述第二光纤光栅传感单元（8）的触头（21）与所述内孔前段凸轮槽内壁接触；所述金属套筒（9）的外壁上设有球形凹坑，所述球形凹坑内放置钢球（24），实现与所述内孔中段内壁的接触，从而保证所述压盖（12）和所述间隔棒骨架（1）与所述金属套筒（9）和所述子导线（14）的相对转动，并将整个分裂导线振动监测装置（25）固定在所述子导线（14）上；端盖（11），通过螺栓固定在所述间隔棒骨架（1）中心的端面；端盖（13），通过螺栓固定在所述间隔棒骨架（1）伸出壁和压盖（12）端面。

2.如权利要求1所述的分裂导线振动监测系统，其特征在于：所述重物（15）为球形重锤。

3.如权利要求1所述的分裂导线振动监测系统，其特征在于：所述金属套筒（9）由上下对称的两部分螺栓连接而成。

4.如权利要求1所述的分裂导线振动监测系统，其特征在于：所述分裂导线振动监测装置（25）还包括导线束水平和垂直方向振动监测装置，所述水平和垂直方向振动监测装置通过螺栓与凸轮轴（2）的另一端连接，其包括一正方体形的外壳、一正方体形的质量块（16）、两个弹簧（17）及四个光纤光栅传感器（4,5,6,7），其中所述外壳由上壳体（18）和下壳体（19）组成，所述两个弹簧（17）的一端分别连接所述质量块（16）的左右侧面，另一端分别连接外壳的左右两内侧面，所述四个光纤光栅传感器（4,5,6,7）分别安装在质量块（16）的上下前后四个面。

5.如权利要求1所述的分裂导线振动监测系统，其特征在于：所述第一光纤光栅传感单元（3）、第二光纤光栅传感单元（8）和光纤光栅传感器（4，5，6，7）的结构相同，均包含一能发生轴向弹性变形的金属梁（22），一粘结在该梁上并可随梁的变形而同步伸缩的光纤光栅（23）和一触头（21）。

6.如权利要求1所述的分裂导线振动监测系统，其特征在于：所述用于分裂导线的振动监测系统还包括用于温度补偿的光纤光栅传感器（28）和光纤耦合器（27）。

7.如权利要求1所述的振动监测系统，其特征在于：多个所述分裂导线振动监测装置（25）分散布置在导线上。

8.一种使用前述任一项权利要求所述的分裂导线振动监测系统对分裂导线进行振动监测的方法，其特征在于：导线束振动时，导线束及分裂导线间隔棒骨架相对地面发生扭转，因重物的重力作用使凸轮轴相对地面保持静止，从而造成了分裂导线间隔棒骨架与凸轮轴的相对转动，当分裂导线间隔棒骨架与凸轮轴发生相对转动时，分裂导线间隔棒骨架中心孔前段内壁与凸轮外壁之间的间隙将发生改变，此时固定在骨架上的第一光纤光栅传感单元所受到的压力及应变就会发生变化，该变化将导致光栅反射波中心波长的变化，将这一变化所产生的信号经附着在子导线上的光纤传输到杆塔端，然后将该信号传入光纤复合架空地线，然后经光纤复合架空地线将该信号传输到变电站的光纤光栅解调仪和计算机系统进行分析和存储，根据事先标定的分裂导线间隔棒骨架与凸轮轴相对转角与第一光纤光栅传感单元应变及光纤光栅反射中心波长变化的对应关系，确定导线束的转角及角加速度，从而实现了对导线束扭转振动的监测。