[发明专利]一种架空输电线路中耐张塔的地理信息标定方法

说明书

本发明公开了一种架空输电线路中耐张塔的地理信息标定方法，实现该方法的系统包括：对振动敏感的光纤传感设备、低功耗振动器、GPS装置。本发明利用对振动敏感的光纤传感设备，通过GPS装置同步光纤传感设备与耐张塔上的振动器的工作时间，判断出发生振动的位置，极为简易地标定出耐张塔的地理坐标与其到设备光口处的光缆长度的关系，并通过插值的方法计算出耐张塔之间的直线塔的GPS坐标与直线塔到设备光口处的光缆长度，解决因为输电线缆弧垂，杆塔之间的档距与光缆距离不符，光纤传感系统检测到的扰动位置不能被映射到实际的地理坐标上这一问题，快速定位输电线事故发生的地理位置，方便相关人员进行维修工作。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种架空输电线路中耐张塔的地理信息标定方法。

背景技术

架空输电线中的缆，不仅包括输送电力的电缆，还有OPGW(光纤复合架空地线)、OPLC(光纤复合低压电缆)等光电复合缆或是ADDS(全介质自承式光缆)，其中的光单元担负着电网内部通信与数据采集的任务。电力线路的杆塔一般分为两种，第一种是直线塔，第二种是耐张塔，直线塔的作用就是挑起导线，一般只承受导线的自重，也就是垂直荷载。耐张塔的负载要比直线塔大得多，要承受导线的纵向张力，又包括直线耐张塔、转角塔与终端塔。

由于输电线网络具有距离超长、所在地形多样与交错复杂等特点，同时雷击、断股、舞动、覆冰等灾害频发，所以选用有效的监测技术对于整个输电线的维护具有重大意义。分布式光纤传感技术仅仅利用输电线中的光纤，无需额外布置传感器，并且可以连续性监测，成为了输电线安全监测技术中的重要一支，例如使用基于拉曼散射的R-OTDR来监测输电线温度。

从技术上来讲，利用不同种类的分布式光纤传感技术监测输电线是十分可行的，但是因为输电线在塔塔之间并不是一条直线，而是有弧度的一条曲线，导致塔塔之间的光缆长度大于档距，并且光缆在耐张塔上接续时也会有长度裕量，而通过光纤传感终端设备监测到的事故位置是指事故发生的地点到设备光口的光缆长度，不能和真实的地理位置对应起来，甚至不能得出事故发生的位置在哪两个杆塔之间，极大地影响了维护效率。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明公开一种架空输电线路中耐张塔的地理信息标定方法，通过GPS装置同步光纤传感设备与耐张塔上的振动器的工作时间，判断出发生振动的位置，极为简易地标定出耐张塔的地理坐标与其到设备光口处的光缆长度的关系，并通过插值的方法计算出耐张塔之间的直线塔的GPS坐标与直线塔到设备光口处的光缆长度，解决因为输电线缆弧垂，杆塔之间的档距与光缆长度不符，光纤传感系统检测到的扰动位置不能被映射到实际的地理坐标上这一问题，快速定位输电线事故发生的地理位置，方便相关人员进行维修工作。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明利用光缆在耐张塔上接续时往往会有裕量这一特点，例如会有附着在杆塔侧壁上的光纤环或者附着在杆塔侧壁上的光纤接续盒，通过振动器对杆塔侧壁施加特定频率的振动，将这个振动耦合在耐张塔的光纤环或者光纤接续盒里的光纤上，通过终端的振动敏感型光纤传感设备检测出这个特定频率的振动事件距离设备光口处的光缆长度，则认为这就是此耐张塔距离设备光口处的光缆长度。本发明提出一种架空输电线路中耐张塔的地理信息标定方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将光纤传感设备布置在变电站，将输电线中光电复合缆中的光纤单元与设备光口连接；

步骤2、将振动器放置在第一个耐张塔的杆塔侧壁上并固定；

步骤3、设置光纤传感器测量终端的工作时间与振动器的工作时间同步；

步骤4、光纤传感设备发射重复脉冲，对整个光缆长度上的设置的N个采样点进行采样，寻找频率上频率分量幅度值最大的采样点以此计算出第一个耐张塔相对于设备光口处的光缆长度；

步骤5、将振动器放置在第二个耐张塔的杆塔侧壁上并固定，光纤传感设备发射重复脉冲，继续对采样点进行采样，寻找频率上频率分量幅度值最大的采样点以此计算出第二个耐张塔相对于设备光口处的光缆长度；