[实用新型]一种基于光纤布拉格光栅的覆冰实时监测系统

说明书

本实用新型提供了一种基于光纤布拉格光栅的覆冰实时监测系统，包括：光纤布拉格光栅传感器、光纤光栅解调仪和OPGW光缆；光纤布拉格光栅传感器，包括：光纤光栅FBG1、光纤光栅FBG2和三角形悬臂梁，光纤光栅FBG1位于粘贴于所述三角形悬臂梁的外侧，光纤光栅FBG2粘贴位于所述三角形悬臂梁的内侧，光纤布拉格光栅传感器，固定于OPGW光缆上；光纤光栅解调仪与所述光纤布拉格光栅传感器相连，用于解调出光纤布拉格光栅传感器产生压变应力后的波长值，通过所述波长值计算出复合波长偏移量,对覆冰厚度进行实时监测。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感领域，具体而言，涉及一种基于光纤布拉格光栅的覆冰实时监测系统。

背景技术

随着电力行业对输电线路安全稳定运行状态要求的不断提升，气象因素、季节影响、高度影响、地理环境影响、线路走向的影响以及导线本身的影响均会导致输电线路导线上覆冰。导线覆冰在风作用下会发生舞动、脱冰跳跃事故以及绝缘子串冰闪事故。当线路上出现大量覆冰时，出现过载现象导致架空输电线路机械和电气方面的故障，杆塔两侧的不平衡张力加剧，当大于导线承受的最大张力就会出现导线断落、杆塔倒塌的现象，不但给电网维修人员造成了很多的不便和困难，还会严重威胁到电力行业的运行安全。大量的覆冰甚至会发生电流的闪络而发生火灾。因此，架空输电线路上覆冰导致的事故是我们难以估量的。

目前，输电线路上覆冰的监测已经是最棘手的重点问题，架空输电线路覆冰的监测系统的需求量与日俱增。现有输电线路覆冰在线监测系统大多数是由电子式装置组成，由于外界条件的影响，现有的传统电子传感器在我国还存在一些薄弱之处。在强电磁场条件下，电子传感器容易受到电磁干扰而且远距离传输的信号不稳定、使用寿命短等问题。

因此，急需一种使用寿命长、灵敏度高、抗电磁干扰的传感器，对OPGW光缆覆冰的厚度进行实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为了能够解决上述提到的至少一个技术问题，提供一种基于光纤布拉格光栅的覆冰实时监测系统。具体方案如下：

包括：光纤布拉格光栅传感器、光纤光栅解调仪和OPGW光缆；

所述光纤布拉格光栅传感器，包括：光纤光栅FBG1、光纤光栅FBG2和三角形悬臂梁，所述光纤光栅FBG1粘贴于所述三角形悬臂梁的外侧，所述光纤光栅FBG2粘贴于所述三角形悬臂梁的内侧，所述光纤布拉格光栅传感器，固定于OPGW光缆上，用于测量因覆冰后产生的应力；

所述光纤光栅解调仪与所述光纤布拉格光栅传感器相连，用于解调出所述光纤布拉格光栅传感器产生应力后反馈给所述光纤光栅解调仪的波长值，通过所述波长值计算出复合波长偏移量,通过所述复合波长偏移量对覆冰厚度进行实时监测。

可选的，所述三角形悬臂梁，包括：

第一端部，所述第一端部包括第一圆孔；

第二端部，所述第二端部圆弧直径大于所述第一端部圆弧直径，所述第二端部包括第二圆孔，所述第二圆孔与所述第一圆孔直径相同；

侧壁，所述侧壁连接所述第一端部和第二端部同侧；所述侧壁与所述第一端部、第二端部围成一个梯形孔。

可选的，所述光纤光栅FBG1粘贴于所述侧壁的外侧；所述光纤光栅FBG2粘贴于所述梯形孔的靠近所述第二端部的内侧。

可选的，通过所述波长值计算出复合波长偏移量,通过所述复合波长偏移量对覆冰厚度进行实时监测，包括：

当OPGW光缆上附有覆冰时，使得三角形所述悬臂梁产生应力；

通过所述光纤光栅解调仪解调出所述光纤布拉格光栅传感器产生应力后反馈给所述光纤光栅解调仪的波长值；

通过所述波长值计算出复合波长偏移量，获得覆冰厚度与所述复合波长偏移量的关系，计算出覆冰厚度。