架空线路检测系统及其光纤光栅称重传感器技术方案

本发明专利技术提供了一种架空线路检测系统及其光纤光栅称重传感器，该光纤光栅称重传感器包括：弹性块；第一光栅应变片，弹性块的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片。本发明专利技术通过在弹性块的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片，便可形成该光纤光栅称重传感器，将该光纤光栅称重传感器安装在架空线路中，便可比较方便地检测出架空线上的承载的覆冰的重量。本发明专利技术具有结构简单、安装方便、在恶劣环境下使用寿命长、非线性误差小的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及架空线路领域，更具体地，涉及一种架空线路检测系统及其光纤光栅称重传感器。
技术介绍
架空输电线路上覆冰会造成导线断线、杆塔倒塌、绝缘子闪络等事故，给社会造成巨大的经济损失。在挪威、美国、加拿大、英国、冰岛、芬兰、俄罗斯、日本等北方国家都曾发生过严重的输电线路覆冰灾害。我国输电线路分布广泛，所处环境恶劣，经常发生大面积覆冰事件。例如，2008年，一场国际上罕见的大面积输电线路覆冰影响了我国南方十几个省，由于持续的雨雪冰冻天气，导致输电线路大面积覆冰，杆塔不堪重负倒塌断线，供电线路大范围中断，电力设施遭到前所未有的破坏，直接经济损失超过千亿元。对架空输电线路进行覆冰在线监测可及早发现线路隐患，减少因覆冰引起的线路故障。目前，对架空输电线进行覆冰在线检测的方法:I)基于图像等效判别法。在杆塔上安装视频装置，拍摄导线上的覆冰形状，利用GPRS/CDMA或自建无线数据接力传输系统等方式将图片传输到后台，利用导线固有的几何尺寸，采用微积分的方法计算出导线上的覆冰面积，进而可得出覆冰的质量。这种方法简单易行，但不能真实地反映出导线的等值覆冰状况。2)测量导线的应力以换算成覆冰质量的方法。在悬垂线夹附近的导线上安装倾角传感器，可以监测出导线的倾角变化，对比导线的前后倾角之差，计算出导线应力的增加量，进而可得出覆冰的质量。由于导线的弧垂变化会受到温度等很多的因素影响，稍有误差，覆冰质量便会相差很大。3)称重测量法。将拉力传感器替换球头挂环，直接测量在一个垂直档距内导线的质量，利用风速、风向和倾角传感器，计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量，再采用排除法，最终得出覆冰质量。这种方法是最直接、最可靠、误差最小的国际通用的方法，加拿大、日本、俄罗斯等国家都是采用这种方法。然而，现有的称重测量法对导线悬挂点的张力测量均是通过电气测量方式获得的，这种电气测量方式是采用传统的电阻应变式称重传感器测量的。这种称重传感器制作简单、价格便宜，但其容易受环境影响，存在电桥平衡难、非线性误差大、易受电磁干扰和不能长期稳定运行等缺陷。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种架空线路检测系统及其光纤光栅称重传感器，以解决现有技术的称重传感器的因容易受环境影响而测量误差较大的问题。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种光纤光栅称重传感器，包括:弹性块；第一光栅应变片，弹性块的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片。进一步地，光纤光栅称重传感器还包括:第二光栅应变片和第三光栅应变片，弹性块的两个表面上对称地设置有第二光栅应变片，弹性块的两个表面上还对称地设置有第三光栅应变片，且每个表面上的第二光栅应变片和第三光栅应变片分别设置在该每个表面上的第一光栅应变片的两侧。进一步地，光纤光栅称重传感器还包括:第一温度感应片和第二温度感应片，弹性块的两个表面上对称地设置有第一温度感应片，弹性块的两个表面上还对称地设置有第二温度感应片，且第一温度感应片与第二光栅应变片相对第一光栅应变片的中心对称地设置，第二温度感应片与第三光栅应变片相对第一光栅应变片的中心对称地设置。进一步地，第一光栅应变片沿弹性块的高度方向延伸，第二光栅应变片和第三光栅应变片均沿弹性块的长度方向延伸。进一步地，两个表面上均设置有安装槽，且第一光栅应变片、第二光栅应变片、第三光栅应变片、第一温度感应片和第二温度感应片均设置在安装槽内。进一步地，安装槽为“工”字形槽，且安装槽包括一个竖向槽和两个横向槽；其中，第一光栅应变片设置在竖向槽内，第二光栅应变片和第一温度感应片分别设置在一个横向槽的两端，第三光栅应变片和第二温度感应片分别设置在另一个横向槽的两端。进一步地，第一温度感应片和第二温度感应片均为光栅感应片。进一步地,光纤光栅称重传感器还包括:壳体，弹性块和第一光栅应变片均封装在壳体内。本专利技术的另一个方面，提供了一种架空线路检测系统，包括上述的光纤光栅称重传感器，光纤光栅称重传感器的一端与架空线路中的架空线连接，光纤光栅称重传感器的另一端与架空线路中的杆塔横担连接。进一步地，架空线路检测系统还包括:监控装置，与光纤光栅称重传感器通讯连接，用于根据光纤光栅称重传感器的波长变化计算出架空线上的载荷。本专利技术通过在弹性块的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片，便可形成该光纤光栅称重传感器，将该光纤光栅称重传感器安装在架空线路中，便可比较方便地检测出架空线上的承载的覆冰的重量。本专利技术具有结构简单、安装方便、在恶劣环境下使用寿命长、非线性误差小的优点。【附图说明】构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示意性示出了本专利技术中的光纤光栅称重传感器的结构示意图。图中附图标记:10、弹性块；21、第一光栅应变片；22、第二光栅应变片；23、第三光栅应变片；31、第一温度感应片；32、第二温度感应片；40、安装槽；41、竖向槽；42、横向槽。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术的一个方面，提供了一种光纤光栅称重传感器，请参考图1，该光纤光栅称重传感器包括:弹性块10 ;第一光栅应变片21，弹性块10的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片21。本专利技术通过在弹性块10的相对的两个表面上对称地设置有第一光栅应变片21，便可形成该光纤光栅称重传感器，将该光纤光栅称重传感器安装在架空线路中，便可比较方便地检测出架空线上的承载的覆冰的重量。本专利技术具有结构简单、安装方便、在恶劣环境下使用寿命长、非线性误差小的优点。优选地，光纤光栅称重传感器还包括:第二光栅应变片22和第三光栅应变片23，弹性块10的两个表面上对称地设置有第二光栅应变片22，弹性块10的两个表面上还对称地设置有第三光栅应变片23，且每个表面上的第二光栅应变片22和第三光栅应变片23分别设置在该每个表面上的第一光栅应变片21的两侧。优选地，光纤光栅称重传感器还包括:第一温度感应片31和第二温度感应片32，弹性块10的两个表面上对称地设置有第一温度感应片31，弹性块10的两当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅称重传感器，其特征在于，包括：弹性块（10）；第一光栅应变片（21），所述弹性块（10）的相对的两个表面上对称地设置有所述第一光栅应变片（21）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周恺，马国明，叶宽，张祎果，穆瑞铎，王谦，李春生，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京市电力公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11