基于时分复用分布式输电线OPGW微风振动在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于时分复用分布式输电线路OPGW微风振动在线监测系统，包括：进出变电站的所有输电线OPGW、光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机，进出变电站的所有输电线OPGW的一芯空闲光纤分别与光开关的输出端相连，光开关的输入端与相位敏感光时域反射仪相连，相位敏感光时域反射仪与工控机通过信号线相连，光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机安装在变电站机房的机柜内。本实用新型专利技术以OPGW内的光纤作为传感器，不需要在线路上安装额外传感器，即可实现变电站所有进出输电线路OPGW微风振动状态分布的实时监测。具有非常低的单位公里监测成本，且彻底解决传统监测装置在恶劣气候条件下存在的通信、监测面窄及稳定性问题，开辟了电力监测技术的新方向。

【技术实现步骤摘要】
基于时分复用分布式输电线OPGW微风振动在线监测系统
本技术涉及一种电力监测技术，尤其一种基于时分复用的分布式输电线OPGW微风振动在线监测系统。
技术介绍
光纤复合架空地线的英文为OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，缩写为OPGW，一般称作OPGW光缆。这种结构形式兼具地线与通信双重功能，在高压输电架空线路中普遍使用。OPGW作为通信光缆具有可靠性高、抗自然灾害能力强、不易被人为破坏、使用寿命长、运行维护费用低等优势。但是，在OPGW的设计使用寿命年限内，一旦地线功能或光纤通信功能丧失，不但终止了使用寿命，更重要的是会造成巨大的停电损失和影响，还会危及电网的安全稳定运行。由于OPGW长期处于野外露天之下，很容易受到诸如风、雨、冰雪、雷电等自然条件和其它外界条件的影响，容易发生各种事故。其中，风振引发的事故最多。在风的作用下，导线时刻处于振动状态，根据频率和振幅的不同，导线微风振动发生最为频繁，因此，找出相应的防振措施已引起国内外科技工作者的普遍重视。微风振动对输电线路的破坏具有一定的隐蔽性，因为微风振动特点是低频小振幅振动，在高压架空线上所产生的这种振动，通常用肉眼是不容易看到的，它不像电线舞动时那样直观。微风振动所引起的线路疲劳断股等事故，需要有一个累积时间和过程。一般发现危害是在产生疲劳断股或防振器毁坏脱落之后，而这时线路危害较重。而且大量实例和试验表明，微风振动使OPGW产生疲劳断股，有时会从OPGW的内层开始,从导线外表发现不了。目前传统的微风振动监测方法是在OPGW线路选取比较重要的点安装微风振动监测装置进行监测，每个点均采用GPRS通信方式将数据发送到用户端，在野外恶劣气候条件下存在的通信、监测面窄及稳定性问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可靠的、监测面广的一种基于时分复用分布式输电线路OPGW微风振动在线监测系统。为达上述目的，本技术的技术方案为：基于时分复用分布式输电线路OPGW微风振动在线监测系统，包括：进出变电站的所有输电线OPGW、光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机，其特征在于：进出变电站的所有输电线OPGW的一芯空闲光纤分别与光开关的输出端相连，光开关的输入端与相位敏感光时域反射仪相连，相位敏感光时域反射仪与工控机通过信号线相连，光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机安装在变电站机房的机柜内。所述的相位敏感光时域反射仪能自动或人工控制光开关在指定时间段接通指定OPGW线路光纤实现时分复用微风振动检测。所述工控机通过网线和USB线与相位敏感光时域反射仪相连，接收相位敏感光时域反射仪发送的数据，并对数据进行算法分析，当某条线路某处微风振动超阈值水平，工控机启动报警提示。利用输电线OPGW中的一芯空闲光纤作为传感器探头，利用相位敏感光时域反射仪进行相位检测和光时域反射原理进行振动检测；相位敏感光时域反射仪控制光开关分时顺序测量每根输电线OPGW中光纤的振幅和频率分布；工控机通过相位敏感光时域反射仪接收每根输电线OPGW中光纤的振动幅和频率分布数据，工控机通过现有算法计算，并判断微风振动是否超阈值，如超阈值则发出报警提示。本技术结构简单，监测设备安装在变电站机房，利用进出变电站的所有输电线OPGW中的一芯空闲光纤作为传感器，当OPGW有微风振动时，OPGW中的光纤伴随微风振动，通过相位敏感光时域反射仪控制光开关分时切换并进行所有输电线OPGW中光纤的振幅和频率分布数据采集，工控机接收到每根输电线OPGW中光纤的振幅和频率分布数据，后通过现有算法计算，并判断微风振动是否超阈值，如超阈值则发出报警提示。本技术以输电线OPGW内的光纤作为传感器，不需要在线路上安装额外传感器，即可实现变电站所有进出输电线路全线的OPGW微风振动状态分布的实时监测。具有非常低的单位公里监测成本，且彻底解决传统监测装置在恶劣气候条件下存在的通信、监测面窄及稳定性问题，开辟了电力监测技术的新方向。附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实例对本技术进一步说明。如图1所示，本技术包括：进出变电站的所有输电线OPGW3、光开关2、相位敏感光时域反射仪、工控机，其特征在于：进出变电站的所有输电线OPGW3的一芯空闲光纤1分别与光开关2的输出端相连，光开关2的输入端与相位敏感光时域反射仪相连，相位敏感光时域反射仪与工控机通过信号线相连，光开关2、相位敏感光时域反射仪、工控机安装在变电站机房的机柜内。本技术光开关2、相位敏感光时域反射仪、工控机均为现有结构。所有输电线OPGW3均架在铁塔4上。所述的相位敏感光时域反射仪能自动或人工控制光开关在指定时间段接通指定OPGW线路光纤实现时分复用微风振动检测。所述工控机通过网线和USB线与相位敏感光时域反射仪相连，接收相位敏感光时域反射仪发送的数据，并对数据进行算法分析，当某条线路某处微风振动超阈值水平，工控机启动报警提示。利用输电线OPGW中的一芯空闲光纤作为传感器探头，利用相位敏感光时域反射仪进行相位检测和光时域反射原理进行振动检测；相位敏感光时域反射仪控制光开关分时顺序测量每根输电线OPGW中光纤的振幅和频率分布；工控机通过相位敏感光时域反射仪接收每根输电线OPGW中光纤的振动幅和频率分布数据，工控机通过现有算法计算，并判断微风振动是否超阈值，如超阈值则发出报警提示。一般情况下，进出变电站的输电架空线路至少2条以上，每条输电架空线路塔顶上都装有OPGW，长度至少几十公里以上，各OPGW均引入到通信机房光纤配线屏内。光开关、相位敏感光时域反射仪和工控机均装在通信机房的屏柜内，光开关有若干路光纤输出通道和1根光输入通道，光开关内有控制装置，通过给光开关下指令，光开关的输入端和指定的输出端光路就接通了。若干路输出口通过光纤跳线接到光纤配线屏内的各条线路中的一芯空闲光纤。光开关的光纤输入端和控制信号接相位敏感光时域反射仪，相位敏感光时域反射仪定时控制光开关接通指定线路的OPGW光纤，接通后进行整根光纤的振动分布数据采集，并将数据发送给工控机，完成后定时控制光开关接通下一条指定线路的OPGW光纤并进行数据采集和数据发送，每条OPGW轮循数据采集，周而复始，24小时不间断运行。工控机通过网线和USB线与相位敏感光时域反射仪相连接收相位敏感光时域反射仪发送的数据，工控机并对数据进行算法分析，当线路某处微风振动超阈值水平，工控机起动报警提示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于时分复用分布式输电线路OPGW微风振动在线监测系统，包括：进出变电站的所有输电线OPGW、光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机，其特征在于：进出变电站的所有输电线OPGW的一芯空闲光纤分别与光开关的输出端相连，光开关的输入端与相位敏感光时域反射仪相连，相位敏感光时域反射仪与工控机通过信号线相连，光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机安装在变电站机房的机柜内。

【技术特征摘要】
1.基于时分复用分布式输电线路OPGW微风振动在线监测系统，包括：进出变电站的所有输电线OPGW、光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机，其特征在于：进出变电站的所有输电线OPGW的一芯空闲光纤分别与光开关的输出端相连，光开关的输入端与相位敏感光时域反射仪相连，相位敏感光时域反射仪与工控机通过信号线相连，光开关、相位敏感光时域反射仪、工控机安装在变电站机房的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程登峰，夏令志，李森林，刘静，季坤，严波，王刘芳，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11