[实用新型]基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力监测领域，涉及光纤传感技术，特别涉及一种基于光纤传感的架空输电线路力的智能监测系统。

背景技术

近年来，气候变化和自然灾害尤其是冰雪灾害对电力系统输电线路的安全可靠运行形成了灾害，并造成重大经济损失，对国民经济的影响极大。

高压架空线的垂直荷载是线路运行状态监测的一项重要指标，在正常情况下，杆塔承受着本身的重量，导线重量和绝缘子重量所引起的垂直荷载，由于线路运行负荷的变化以及大气温度、风、导线覆冰等周围环境的变化，导线、避雷线、金具、绝缘子、覆冰荷载和杆塔自重、安装检修人员及工具重力、使用拉线时由拉线产生的垂直分力的等都会造成线路荷载的变化，而过大的垂直荷载不但会带来安全事故的隐患，也限制了线路的输送能力。因此，对高压架空线路的力的实时监测就显得尤为重要。

基于光纤布拉格光栅的传感器为无源设备，本质安全，有着很好的抗电磁干扰等特性， 基于光纤布拉格光栅的应变传感器可以用于对架空输电线的力的监测，通过检测传感器的波长变化，获取相应的物理量变化，亦即可以实现输电线力的实时监测。传统的线路状态安全监测多是利用各种电类传感器，存储信息容量不大、测量效率不高、故障判断不准确、难以获取线路分布信息、电磁干扰绝缘要求高、传感器运行需要本地供电等缺点，难以成为大规模使用的有效方案，也无法满足当前国家对电力输电线路的故障监测的迫切需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种基于光纤光栅应变传感器的架空输电线直线塔拉力的实时监测系统。本实用新型的高压输电线直线塔拉力监测系统在传感器监测装置损坏的情况下，不需要对传感器安装结构件与传感器组成的结构进行重新标定，只需要更换新的传感器即可实现拉力的监测，从而能够降低施工难度及施工成本。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统，其特征在于，该拉力监测系统包括有光纤光栅解调装置、传感模块、连接环和传输光缆，所述的传感模块包括有传感器结构件和光纤光栅传感器，所述的光纤光栅传感器包括有光纤光栅应变传感器与光纤光栅温度补偿传感器，所述的光纤光栅应变传感器固定于所述的传感器结构件中，所述的光纤光栅解调装置通过传输光缆连接位于所述传感模块内的光纤光栅应变传感器，所述的传感模块的一端通过连接环连接于直线塔上，另一端连接在架空输电线的绝缘子串上。

在本实用新型的基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统中，所述的传感器结构件包括有挂环、应变梁、固定座、球形突起和保护壳，所述应变梁的一侧设有挂环，另一侧设有球形突起，在应变梁上设置有两个对应的固定座，所述的保护壳套设于所述的应变梁外侧，所述的保护壳上设有一个法兰盘，所述应变梁的两个固定座与光纤光栅传感器之间的连接方式为硬连接。

在本实用新型的基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统中，所述的传感模块内带有所述的光纤光栅应变传感器的光纤一端连接至所述的法兰盘上，所述的传输光缆一端连接固定于所述的法兰盘上。

在本实用新型的基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统中，所述的传感模块上的挂环通过连接环固定于所述的直线塔上，所述的球形突起连接于所述的绝缘子串上。

在本实用新型的基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统中，所述的光纤上还设有与所述光纤光栅应变传感器串联的光纤光栅温度补偿传感器，所述的光纤光栅应变传感器采用硬连接的方式固定在两个固定座上，所述的光纤光栅温度补偿传感器固定在两个固定座上，且与所述光纤光栅应变传感器的位置对称。

基于上述技术方案，本实用新型的监测系统在架空输电线的拉力监测中取得了如下技术效果：

1.本实用新型的基于光纤传感的架空输电线的拉力监测系统采用的是光纤传感技术，本质安全，不受电磁干扰影响，传输信号真实。其中，光纤光栅应变传感器及其信道无明显的电气节点，具有很高的绝缘性能，无需考虑电气绝缘问题，避免了监测对象对监测系统的强电气冲击，结构简单。具有保护结构的光纤光栅应变传感器在没有任何因素影响的情况下，自身波动范围小，只有几个微应变，测量精度很高。

2.对于高压输电线来说，在多个直线塔上均设置监测系统，使得光纤传感网络化，能够在一根光纤上集成多个传感器。不需要对传感模块进行标定，只需要对光纤光栅应变传感器进行出厂标定，可方便的进行传感器的替换等操作。