[实用新型]基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种在线监测系统，更具体涉及一种基于光纤-微机电（MEMS）传感器技术的输电线路在线多参数监测系统。

背景技术：

输电线路覆冰、微风振动、舞动会引起输电线路过荷载、导线舞动、杆塔倾倒、绝缘子串覆冰闪络、短路跳闸及过负载等事故，造成巨大的经济损失和严重的社会影响。开展输电覆冰有效监测可以实时获得输电线路覆冰状况，提前进行灾害预防，另外对输电线路导线温度进行监测，可以为电力负荷动态增容提供技术支撑，具有明显的经济价值和社会意义。因此，采用先进技术手段对输电线路运行状态进行有效地在线监测，实时掌握输电线路运行状态，实现早期灾害预警、减小停电损失、避免恶性事故发生以及提高输电负荷等安全可靠运行目标，输电线路运行状态的在线监测是输电线路安全运行的发展趋势。

现有输电线路覆冰监测技术主要有：输电线路覆冰厚度在线监测装置、输电线路微风振动在线监测装置、输电线路舞动在线监测装置、输电线路微风振动在线监测装置及输电线路微气象在线监测装置等装置，这些类型装置多采用机械式、电气式、光纤式等传感方式，这类型的装置存在装置测量单一、体积过大、易受电磁干扰、准确性和可靠性差、保密性差、供电不可靠、数据通信延迟及丢失数据等问题，极大的限制了在线监测系统在输电线路运行状态监测中的应用。

光纤传感具有绝缘性能优异、无需外置电源供电、不受电磁干扰及保密性强等优点，在输电线路在线监测中有很大的优势。另外，微光机电MEMS加工技术具有尺寸小、敏感传感元件集成度高、功耗低、成本低、可靠性高等突出特点，在输电线路恶劣环境下应用有独特优势。目前基于光纤光栅和微光机电MEMS加速度计等传感方式的在线监测装置已开始应用，但技术应用还不够完善，传感器性能不够优异，本实用新型申请一种基于光纤-微机电MEMS传感器的输电线路在线多参数监测系统可以解决上述问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于光纤-微机电（MEMS）传感器技术的输电线路在线多参数监测系统，该监测系统可实现高集成度、微型化和低功耗的监测及预警。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述系统包括依次连接的设置在所述输电线路上的测量模块、传输模块、数据处理模块和监控主机；所述测量模块包括光纤-微机电传感器单元；所述传输模块包括相互连接的波分复用器和光纤复合架空地线光缆；所述的数据处理模块包括依次连接的光路单元、光电转换电路单元、数字信号处理单元和声光电报警单元。

本实用新型提供的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述光纤-微机电传感器单元包括光纤-微机电温度传感器单元、光纤-微机电振动传感器单元、光纤-微机电拉力传感器单元、光纤-微机电倾角传感器单元、光纤-微机电温度传感器单元、光纤-微机电环境温度传感器单元、光纤-微机电风速风向传感器单元、光纤-微机电湿度传感器单元和光纤-微机电气压传感器单元。

本实用新型提供的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述光纤-微机电传感器单元的输出端均与所述波分复用器连接。

本实用新型提供的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述光纤复合架空地线光缆与所述光路单元连接。

本实用新型提供的另一优选的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述数字信号处理单元与所述监控主机连接。

本实用新型提供的另一优选的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述光路单元包括高频扫频光源和光信号分类调制，所述光信号分类调制包括光隔离器、光分割器、光纤F-P滤波器、光耦合器和光栅，所述光栅包括梳状滤波器光栅、透射式光栅和反射光栅，所述梳状滤波器光栅和透射式光栅输出的信号用于对所述反射光栅信号进行标定。

本实用新型提供的另一优选的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述光电装换电路单元包括SOA光放大器、光电管和电压放大器。

本实用新型提供的另一优选的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述数字信号处理单元包括AD转换芯片、DSP和现场可编程门阵列FPGA单元；所述DSP和现场可编程门阵列FPGA单元采用串行通信接口对电信号进行相应的数字滤波和算法分析。

本实用新型提供的另一优选的一种基于光纤-微机电传感器的输电线路在线参数监测系统，所述声光电报警单元包括P型三极管和功率继电器。