[发明专利]一种光纤bragg光栅输电线路在线监测装置及方法

权利要求书

1.一种光纤bragg光栅输电线路在线监测方法，其特征在于，包括：

步骤102：在输电线路完成挂线后，在需观测档内靠近杆塔处的导线两端分别粘贴预设长度的光纤bragg光栅，在弧垂处悬挂预设重量的附加荷载；

步骤104：当导线在附加荷载作用下增长时，通过光纤bragg光栅波长的变化测算出光纤bragg光栅单位长度的应变量；

步骤106：根据观测档内光纤bragg光栅的应变量，计算出导线所受应力的大小、弧垂及挂线点悬垂角。

2.根据权利要求1所述的光纤bragg光栅输电线路在线监测方法，其特征在于，在步骤104中，所述光纤bragg光栅单位长度的应变量的计算公式为：

上式中，λ_B为光纤固有的波长，Δλ_B为光纤的波长变化量，P_O为有效弹光系数，ε为光纤的应变。

3.根据权利要求1或2所述的光纤bragg光栅输电线路在线监测方法，其特征在于，在步骤106中，观测档距内所述导线的最大弧垂公式为：

其中：E为导线的综合弹性系数，Δl为单位长度内布拉格光纤的伸长量，l为档距(两悬挂点间之水平距离)，σ₀为利用光纤测得的导线应力；

和/或，

在步骤106中，观测档距内所述导线的悬挂点切线方向综合值应力为：

观测档距内所述导线的悬挂点垂直方向挂线点应力分量为：

上式中，σ_A为A挂线点处导线切线方向综合应力，σ_B为B挂线点处导线切线方向综合应力，σ_AV为A挂线点处垂直方向综合应力，σ_BV为B挂线点处导线垂直方向综合应力，γ为电线比载，β为高差角；

和/或，

在步骤106中，观测档距内所述导线的电线挂线点处悬垂角为：

上式中，θ_A为A挂线点处电线悬垂角，θ_B为B挂线点处电线悬垂角。

4.根据权利要求1或2所述的光纤bragg光栅输电线路在线监测方法，其特征在于，所述在线监测方法的应用，包括：

步骤202：对导线的蠕变特性进行自动校正：在线路建设第一年，每隔两个月更改光纤bragg光栅的长度值；从第二年开始每年更改光纤bragg光栅的长度值，对蠕变带来的计算误差进行校正；

和/或，

步骤302：定期对数据进行采集，在包含风速、温度因素的环境因素对导线应变共同影响下，提出该输电线路最不利荷载时的各种影响参数情况，为后期该地区输电线路的设计提供参考；

和/或，

步骤402：对可能发生的覆冰危险进行提前处理：忽略不均匀覆冰的影响，当假设最大覆冰厚度是预设厚度时，通过监测所得的覆冰数值及时监测导线的覆冰厚度，在覆冰未达到最大覆冰厚度时对线路进行除冰处理；同时，在数据处理时自定义临界覆冰厚度值，当厚度达到该临界覆冰厚度值时发出告警信号。