[发明专利]使用相关联的光纤电缆监控电力线路导线的系统和方法

说明书

所公开的系统可以包括：(1)多个监控设备，其中该多个监控设备中的每一个位于沿着电力线路导线的不同位置，并且可以包括(a)至少一个检测部件，检测部件在沿着电力线路导线的监控设备的位置处检测至少一个物理特性，以及(b)发射器，其无线传输指示至少一个物理特性的数据；以及(2)数据注入设备，其(a)无线接收指示由位于沿着电力线路导线的不同位置处的多个监控设备检测到的至少一个物理特性的数据，(b)将数据变换成光信号，以及(c)将光信号注入到光纤电缆上，用于传输到数据收集子系统。还公开了各种其他系统和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月17日提交的第62/573,470号美国临时申请和于2018年3月28日提交的第15/938,348号美国申请的权益，这两个申请的公开内容通过该引用以其整体并入。

背景

典型的电力传输和配电系统通常包括某种形式的监控装备，以检测被切断的电力线路和其他异常。典型地，这种装备可以包括在传输空间(例如，在传输空间中，电力线路导线(powerline conductor)传统上长距离地承载数千伏)和变电站级(例如，在向用户分配之前，较高的电压通常在变电站级处被转换成较低的电压)中的任一个或两者中的首端线路监控装置(head-end line monitoring gear)。此外，在某些情况下，安装在用户处所(customer premise)的“智能”仪表可以收集关于电压电平、功耗等的数据。

因此，至少部分地由于监控装置的位置，关于传输和配电系统的大部分的当前操作状态的数据往往是粗粒度的。例如，在电力传输系统中，当前的数据采集与监视控制(SCADA)系统可以检测特定电力线路导线何时发生故障，但是由于导线可以在大范围(expanse)上延伸，所以可能难以查明故障的特定位置。类似地，由于在配电系统中有时涉及潜在的大量分支电路，确定这种系统中的故障的特定位置或原因也可被证明是有问题的，可能导致花大量时间和费用来准确识别。

概述

如下面将更详细描述的，本公开描述了使用相关联的光纤电缆监控电力线路导线的系统和方法。在一个示例中，系统可以包括：(1)多个监控设备，其中该多个监控设备中的每一个位于沿着电力线路导线的不同位置，并且可以包括(a)至少一个检测部件，检测部件在沿着电力线路导线的监控设备的位置处检测至少一个物理特性，以及(b)发射器，其无线传输指示至少一个物理特性的数据；以及(2)数据注入设备，其(a)无线接收指示由位于沿着电力线路导线的不同位置处的多个监控设备检测到的至少一个物理特性的数据，(b)将数据变换成光信号，以及(c)将光信号注入到光纤电缆上，用于传输到数据收集子系统。在一些示例中，多个监控设备中的至少一个监控设备还可以包括接收器，该接收器从多个监控设备中的另一个监控设备无线接收指示沿着电力线路导线的多个监控设备中的另一个监控设备的位置处的至少一个物理特性的数据，并且多个监控设备中的至少一个监控设备的发射器无线重传从多个监控设备中的另一个监控设备无线接收的数据。

在一些示例中，系统还可以包括将光纤电缆夹紧到电力线路导线的多个夹紧设备，其中该多个夹紧设备中的一个或更多个夹紧设备中的每一个包括多个监控设备中的至少一个监控设备。在一些实施例中，至少一个物理特性可以包括电力线路导线上承载的电力的至少一个电特性，例如，电压或电流中的至少一个。此外在一些示例中，至少一个物理特性可以包括包含电力线路导线的环境的至少一个特性，例如，温度、湿度或风速中的至少一个。