System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统技术方案_技高网
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一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统技术方案

技术编号:42376115 阅读:12 留言:0更新日期:2024-08-16 15:00
本发明专利技术提出了一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,采用基于光纤布拉格光栅的传感器进行高压电力塔沉降监测,不受高压线缆的电磁场影响,能够在高电磁干扰环境下保持较高的数据完整性和稳定性;采用波分复用器对光纤布拉格光栅光信号进行解调,提高测量精度;采用不同光功率的多组光纤布拉格光栅进行监测,能够很好地减少单根光纤信号噪声信号的影响,保证了信号的准确性,而且采用光纤传输能够很好地将信号进行物理隔离,无法被轻易窃听或截获,提供更高的安全性,使得传输信息不易泄露。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高压电力塔沉降监测,尤其涉及一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统。


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、在电力输送过程中,高压电力塔的稳定性对于确保电力传输的安全和可靠至关重要。然而,由于各种因素的影响,如自然环境变化、电力负荷变化等,高压电力塔可能会发生沉降现象。沉降可能导致塔身变形、结构损坏甚至倒塌,严重威胁到电力输送的稳定性和安全性。

3、为了实时监测高压电力塔的沉降情况,传统的监测方法通常采用物理传感器,如倾斜计、应变计等。然而,这些传感器需要接触或直接安装在电力塔上,安装和维护困难,而且容易受到恶劣环境的影响,例如高温、高湿、腐蚀等。此外,传统传感器的数据采集和传输也存在一定的限制。

4、近年来,光纤光栅fbg技术的发展为高压电力塔的沉降监测提供了一种新的解决方案。fbg是一种基于光纤的传感器,通过利用光纤中的光栅结构对光信号进行频率选择性反射,实现了对应力、温度、应变等物理量的测量。

5、基于fbg的高压电力塔沉降监测系统利用光纤布拉格光栅作为传感器,在高压电力塔与高压线缆上布置多个光纤传感器,通过监测光纤光栅的光谱变化,可以实时获取电力塔的沉降情况与塔身变形情况。与传统传感器相比,基于fbg的系统具有安装方便、抗干扰能力强、远程监测等优势。

6、然而,目前针对高压电力塔沉降监测的基于fbg技术的装置存在测量精度不高的问题。


技术实现思路

<p>1、为克服上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,采用多组光纤布拉格光栅、波分复用器和雪崩二极管组成的传感器用于高压电力塔沉降监测,提高监测的精度。

2、为实现上述目的,本专利技术的第一个方面提供一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,包括:传感器模块和数据处理单元;所述传感器模块包括:宽带光谱发射器,用于提供激发光谱;

3、多分支耦合器,用于将所述宽带光谱发射器的激发光谱分为多个不同光功率的光信号;

4、多组光纤布拉格光栅,每组光纤布拉格光栅分别与不同高压电线缆连接;多组光纤布拉格光栅分别用于接收所述多分支耦合器输出的多个不同光功率的光信号;

5、波分复用器,用于将多组所述光纤布拉格光栅反射的光信号合并为复合光信号;

6、雪崩二极管,用于接收所述波分复用器合并后的复合光信号,并将复合光信号转换为相应的模拟电信号;

7、数据处理单元,用于将雪崩二极管转换后的模拟电信号进行模数转换并分析处理,得到高压电力塔沉降检测结果。

8、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:

9、在本专利技术中,采用基于光纤布拉格光栅的传感器进行高压电力塔沉降监测,不受高压线缆的电磁场影响,能够在高电磁干扰环境下保持较高的数据完整性和稳定性;采用波分复用器对光纤布拉格光栅光信号进行解调,提高测量精度;采用不同光功率的多组光纤布拉格光栅进行监测,能够很好地减少单根光纤信号噪声信号的影响,保证了信号的准确性,而且采用光纤传输能够很好地将信号进行物理隔离,无法被轻易窃听或截获,提供更高的安全性,使得传输信息不易泄露;雪崩二极管具有高增益和快速响应的特性,它能够实现对系统中经过长距离光纤传输后的多个微弱光信号的高灵敏度检测和对不同光纤信号强度等比例放大,防止低功率光纤中信号的消失或因为不同根光纤光强度不同造成的光信号串扰。

10、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。

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【技术保护点】

1.一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,包括:传感器模块和数据处理单元;所述传感器模块包括:

2.如权利要求1所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,与同根高压电线缆连接的每组光纤布拉格光栅中光纤布拉格光栅的光纤光强度相同,与不同根高压电线缆连接的每组光纤布拉格光栅的光纤光强度不同或成比例。

3.如权利要求1所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,每组光纤布拉格光栅包括第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅,所述第一光纤布拉格光栅固定在高压线缆上,所述第二光纤布拉格光栅固定在塔身易局部变形部位和塔底。

4.如权利要求3所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,在所述数据处理单元中,根据每组光纤布拉格光栅中,所述第一光纤布拉格光栅所得到的波长图中最大波峰之间的相对距离变化确定是否发生沉降;根据每组光纤布拉格光栅中,所述第一光纤布拉格光栅所得到的波长图中,左右均发生相对位置变化的最大波峰对应的波长,确定沉降电力塔的具体位置。

5.如权利要求4所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,基于不同光功率的第二光纤布拉格光栅与测量塔身的对应关系,确定塔身局部变形位置;基于不同光波长的第二光纤布拉格光栅与测量电力塔位置的对应关系,确定发生塔身局部变形的电力塔位置。

6.如权利要求1所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,所述多分支耦合器将所述宽带光谱发射器发出的激发光谱按比例对光功率进行分配。

7.如权利要求3所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的测点位置均通过绝缘套固定在测量点处;所述第一光纤布拉格光栅与第二光纤布拉格光栅在非测点的高压线缆上采用螺旋缠绕方式。

8.如权利要求3所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,根据电力塔之间的距离,确定所述第一光纤布拉格光栅的光栅群的分布间隔;所述光栅群中的光栅位置间隔以高压电力塔为中心,对称等距离布设。

9.如权利要求3所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,根据电力塔之间的距离与塔身光纤缠绕在电力塔上的光纤长度,确定所述第二光纤布拉格光栅的光栅群的分布间隔。

10.如权利要求1所述的一种基于FBG的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,所述数据处理单元,包括A/D模块,所述A/D模块用于将所述雪崩二极管转换后的模拟电信号进行模数转换。

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【技术特征摘要】

1.一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,包括:传感器模块和数据处理单元;所述传感器模块包括:

2.如权利要求1所述的一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,与同根高压电线缆连接的每组光纤布拉格光栅中光纤布拉格光栅的光纤光强度相同,与不同根高压电线缆连接的每组光纤布拉格光栅的光纤光强度不同或成比例。

3.如权利要求1所述的一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,每组光纤布拉格光栅包括第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅,所述第一光纤布拉格光栅固定在高压线缆上,所述第二光纤布拉格光栅固定在塔身易局部变形部位和塔底。

4.如权利要求3所述的一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,在所述数据处理单元中,根据每组光纤布拉格光栅中,所述第一光纤布拉格光栅所得到的波长图中最大波峰之间的相对距离变化确定是否发生沉降;根据每组光纤布拉格光栅中,所述第一光纤布拉格光栅所得到的波长图中,左右均发生相对位置变化的最大波峰对应的波长,确定沉降电力塔的具体位置。

5.如权利要求4所述的一种基于fbg的高压电力塔沉降监测系统,其特征在于,基于不同光功率的第二光纤布拉格光栅与测量塔身的对应关系,确定塔身局部变形位置;基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张林马晓霖刘良征
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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