[实用新型]一种基于FBG与GPRS的高压线张力监控与预警系统装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压线张力监控与预警系统，特别涉及了一种基于FBG与GPRS的高压线张力监控与预警系统装置，FBG为光纤布拉格光栅。

背景技术

电力工业是国民经济的支柱产业，是服务于千家万户的公用事业。其中远距离高压电网的铺架和建设在大容量传输电能中起着很大的作用。目前输电的华中、华东、华北、东北和南方电网，都是以500千伏为主的高压电网架。现有的长距离输电线长期以来抗风险能力一直备受关注，现有输电线的技术标准在一定程度上不受自然等因素的制约，在一定的工作温度范围和负荷承重限度之间是可以正常工作的。但是高压输电线若发生故障，比如由于雨雪冰冻灾害等，冰冻挂在高压线上时会增加输电线的荷载，履冰面积越大，电线承重越来越大，输电线断裂以及耐张塔倒塌的可能性越来越大。现阶段为了预防这种灾害，必须由线路工人进行安全巡查。线路工人的工作是十分辛苦，尤其是在地形复杂的山区，均要每月到位一次进行巡线检查。一条线路往往几百公里，全靠人走，还要上塔工作，工作劳动强度很大，经济成本较高。并且人工查找故障点往往需要较长时间。因此在山区等复杂的地形下，及时发现故障和及时维修是很不容易实现的。及时检测维修输电网络成为一大难题，尤其考虑到高压电线的力学复杂性。现有测量办法精确性低，时效性低，并且维修成本高，不仅耗费人力物力，还不能保证故障的准时准确预警。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提高工作效率，特提供了一种基于FBG与GPRS的高压线张力监控与预警系统装置。

本实用新型提供了一种基于FBG与GPRS的高压线张力监控与预警系统装置，其特征在于：所述的基于FBG与GPRS的高压线张力监控与预警系统装置，包括传感器模块1，单片机2，外围电路及GPRS模块3，电源模块4，电路板5，外壳6；

其中：传感器模块1，单片机2，外围电路及GPRS模块3和电源模块4通过电路连接，集成于一块电路板5上，GPRS模块3通过GPRS网络接入互联网，与主机上的数据接收和处理程序模块相连；电路板5安装于外壳6中，传感器1的光纤光栅11部分伸出外壳6，粘附于高压电线缆上；外壳6安装于高压电线缆上。

传感器模块1包括第一光纤布拉格光栅11，波分耦合器12，雪崩光电二极管13，A/D模块14，第二光纤布拉格光栅15，LED灯16，运算电路17；

第一光纤布拉格光栅11和第二光纤布拉格光栅15分别受LED灯16照射，波分耦合器12与雪崩光电二极管13连接，运算电路17分别与雪崩光电二极管13和A/D模块14连接。

第一光纤布拉格光栅11粘贴在高压线上用来测量力的应变，第二光纤布拉格光栅15固定在一个装置中，形状不随高压线力的大小变化，仅测量温度信号。运用LED灯16灯光照射到布拉格光纤光栅，反射光连接到波分耦合器12的输入端，第一光纤布拉格光栅11的功能是完成应变信号到光波长信号的转变过程，应变信号具体为力或温度，波分耦合器12有一个输入端，两个输出端，功能是将光波长信号转变为光功率信号。其两个输出端分别与两个雪崩光电二极管13的输入端相连，其功能是将光功率信号转变为电信号。

所述的电源模块4由导线41和电流调理器42构成；导线41绕制在高压线上，利用传输的电能通过电磁感应现象在导线41中产生出交流电，电流调理器42完成整流、滤波过程将导线中不稳定的交流转变成稳定的直流，为整个系统提供电源。

所述的外壳6为长方体结构或圆柱体结构。

所述的单片机2采用的是AT89S51/52单片机。包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统几大单元及数据总线、地址总线和控制总线的三大总线。单片机2的一组输入输出接口与A/D转换器14的八个输出端口对于连接，功能是通过单片机编程实现对GPRS系统的控制，包括数据的无线传输、接收和显示，对于整个硬件电路起到控制和枢纽的作用。

本实用新型的优点：