[发明专利]一种基于光纤复合架空相线的长距离分布式温度监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路的温度监测系统，具体涉及一种基于光纤复合架空相线的长距离分布式温度监测系统。

背景技术

光纤复合架空相线（Optical Phase Conductor，OPPC）为一种充分利用电力系统自身的线路资源，将光纤单元复合在导线中的新型特种光缆。光纤复合架空相线克服了电力配网系统中频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界矛盾的问题，使之具有传输电能及通信的双重功能。

光纤复合架空相线多安装于山区，地理及气象复杂，加之距离长、分布散，传统的人力沿线巡检的方法效率低、工作强度大，无法满足相线运行在线监测的需求。现有技术中，主要采用光纤传感器对光纤复合架空相线进行温度、应力采集，从而实现光纤复合架空相线的自动化在线监测。基于光纤复合架空相线内部自带的光纤，无需在线路上添加任何部件，对光纤复合架空相线的运行状态和环境信息进行实时监测和控制，运行人员在监控室就可实时掌握线路的运行情况，对故障点掌握清晰准确，大大提高了检修效率。

光纤复合架空相线作为一种用于输电和通信的新型光缆，基于光纤复合架空相线的光纤传感技术日益成为输电测温领域的重要技术研究方向。申请号为201120020503.7的实用新型专利公开了一种具有测温功能的光纤复合相线，包括一根具有光栅测温功能的测温光纤，可以实现导线温度的实时在线监测；另外在光纤复合架空相线内单模光纤或者额外增加一根多模光纤，通过拉曼型光纤温度传感器DTS实现光纤复合架空相线的分布式温度测量。然而光纤光栅的测温技术无法实现导线的分布式温度测量，测点太少，信息量不足；同时基于DTS温度测量技术的测量范围一般小于20km，不能满足输电线路较长的实际需求。申请号为200920289025.2的实用新型专利公开了一种应用于光纤复合相线OPPC的应力应变测量装置，由基于布里渊散射的分布式光纤系统BOTDR、监控计算机、传导光纤及其接头盒和光纤复合相线OPPC组成，可完成对OPPC应力应变异常点监测，但是该专利申请并没有提出避免温度影响因素的技术手段，其测量方法测量的数据存在一定的不准确性。申请号为200910175452的发明专利申请公开了一种分布式光纤测温系统，包括单片机控制板、光纤温度场信息采集模块、光电探测器和电路信号后处理模块，可完成对测温光缆的温度监测，但是并没有与光纤复合架空相线（OPPC）结合起来实现温度测量，只是提出了一种分布式温度测量系统的实现方案。申请号为201488836.U的发明专利申请公开了一种用于应变和温度监测的传感光缆，提出了一种插设温度与应变传感光纤和温度传感金属软管的硅橡胶保护层的传感光缆，但是未涉及OPPC线缆温度与应变传感结构。申请号为201210337121.6的发明专利申请公开了一种长距离布里渊光时域分析器，给出了基于布里渊的信号测量实现方法，但未涉及光纤复合相线与温度测量的方法。申请号为201110007053.2的发明专利申请公开了一种基于分布式光纤测温方法的电缆载流量监测方法及系统，测温光纤直接接触电缆表面，但是该测量方法不能用于OPPC温度监测。申请号为US7412117(PCT/GB2004/004383)的发明专利申请公开的Apparatus and method for distributed temperature sensing，并没有考虑OPPC线路复杂热传导特点，没有考虑到架空光缆多点接续的特殊性能。

因此，提供一种能够实现光纤复合架空相线长距离分布式的温度监测的光纤复合架空相线及系统显得尤为重要。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种基于光纤复合架空相线的长距离分布式温度监测系统，所述系统包括通过ADSS光缆与光纤复合架空相线相连的主设备和从设备；

所述主设备包括依次连接的探测光源单元、脉冲调制器、光环行器和光纤复用器；所述探测光源单元与主控制器直接相连；所述光环行器通过光电转换器与所述主控制器相连；所述光纤复用器与所述主控制器之间连接光纤收发器；

所述从设备包括依次连接的泵浦光源单元、扰偏器和光纤复用器；所述泵浦光源单元和所述扰偏器均与从控制器直接相连；所述光纤复用器与所述从控制器之间连接光纤收发器相连。

优选的，所述光纤复合架空相线包括一个光纤单元、数目至少为两个或两个以上的铝包钢线和铝线；所述光纤单元与所述铝包钢线绞合后设置在光纤复合架空相线的中心；所述铝线依次设置在所述铝包钢线的外围；所述光纤单元包括一根设置有松套光纤的不锈钢管；

优选的，所述光纤单元设置在所述光纤复合架空相线内部的第一层；