[实用新型]一种融合光纤复合相线的温度与应变在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及输变电监测领域的监测装置，具体讲涉及一种融合光纤复合相线(OPPC)的温度与应变在线监测装置。 

背景技术

随着电网结构的不断优化，输电线路覆盖的区域越来越广，线路的安全运行也面临着更多的问题。外力破坏是电力线路运行事故中最重要的方面，主要的因素是线路风舞、线路覆冰、树枝异物挂接导线等。外力破坏事故容易造成输电线路导线断裂断股、金具损伤破坏、杆塔倾斜倒塌等结果，产生永久性故障而长时间中断线路供电，危害电网安全运行，其危害性和经济损失十分巨大。并且目前运行的输电线路，绝大多数仍然沿用的强线路巡视和事故后进行抢修的传统维护方式，没有采用先进的在线监测手段，这种线路维护方式已经不适合现代社会对供电质量的要求，需要研究替代人力维护线路的自动监测技术。 

高压电缆的负荷大，发热量高，其表面温度能够比较真实的反映电缆的实际运行情况，如过负荷运行、电缆线路绝缘故障等。基于温度信息对线路进行在线运行实时监测，是实现电缆日常检修与维护、电缆故障预警与诊断、线路事故排查与应急的重要手段。同时，通过电缆温度，结合日照、环境温度和风力等的传感器数据，可精确分析计算电缆的最大允许载流量，为合理配置负荷提供科学数据依据。 

输电线路应变在线监测目前通常采用的是点式应变测量方式，主要是在杆塔架、张力塔联塔金具上敷设应变监测片监测金属体的应力应变程度，从而计算出输电线路的受力变化情况和外力破坏程度。但是调研发现现有的输电线路应变监测装置虽然已有应用，但仍未大面积推广应用，存在测量技术、理论计算和工程造价方面问题。而且在实际应用中，现场气象条件与实验室试验的仿真条件之间存在一定差异，在实际应用中存在着一致性问题。而高压电缆包括电缆和架空导线的温度在线监测通常分散安装各种接触式和非接触式传感器，使用无线通信技术传输信号。现场由于电源、绝缘、通信传输等问题，不易实施。 

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种融合光纤复合相线的温度与应变在线监测装置，所述装置包括数据测量与管理平台、监控计算机、OPPC光电缆及其接头盒，其改进之处在于：所述OPPC光电缆为通过所述接头盒的中间接头盒相连的两个OPPC光电缆，其中一个所述OPPC光电缆的另一端与所述接头盒的终端接头盒连接； 

所述终端接头盒另一端通过ADSS电缆分别与所述数据测量与管理平台的应力应变测试仪 和分布式温度测试仪连接，所述应力应变测试仪和所述分布式温度测的另一端分别与所述数据测量与管理平台的本地数据服务器相连；所述本地数据服务器的另一端与所述监控计算机连接。 

进一步的，所述OPPC光电缆为包括光单元、钢芯和铝线的具有温度和应力应变同时感知的OPPC光电缆； 

所述光单元包括光纤、光纤的保护管和保护管内填充的油膏； 

所述光单元中内置多模光纤和典型光纤余长定值的应力应变监测光纤余长系列； 

所述钢芯为铝包钢或镀锌钢；所述铝线为铝合金。 

进一步的，所述本地数据服务器包括存储数据的数据库和计算光纤的应变数据的应力应变计算模块。 

进一步的，所述应力应变测试仪是测试温度和应变信息的BOTDR光纤传感器件；分布式温度测试仪是测试温度信息的DTS光纤传感器件。 

进一步的，所述本地数据服务器是记录从所述应力应变测试仪和所述分布式温度测试仪中采集到的应力应变数据和温度数据的服务器。 

进一步的，所述ADSS光缆空中挂架或穿埋电缆沟中。 

进一步的，所述OPPC光电缆可用于10kv至500kv不同等级的电压。 

与现有装置相比，本实用新型达到的有益效果是： 

（1）实现一根导线完成测温、应力应变、输电、通信功能，提供线路超温、疲劳断股、纤芯受力等故障预警，提高了OPPC应用的综合性能；同时考虑环境温度、日照强度、风速多种因素对OPPC测温的影响，提高输电线路状态监测系统传感器的性能。 

（2）利用ROTDR技术实现OPPC线路的分布式温度监测，在BOTDR测量矩阵数据中减去温度数据，从而去除OPPC线路BOTDR应力应变测量数据中温度影响因素，提高了OPPC线路应力应变测量的准确度。 

（3）提出了一种具有温度和应力应变同时感知的新型OPPC光电缆，设计的光电缆预绞了多模光纤和单模光纤实现温度与应变同时检测，在充分考虑电缆线路在生产、运输、安装、运行、检修等各个环节的线路形变量的基础上，制定出一组光纤余长系列评估输电线路健康状况。