【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电信号测量，具体涉及一种电缆载流量的监测系统及方法。
技术介绍
1、随着工业和电力系统的持续发展，电网中的高压电缆线路日益增多，电力传输的也一直在不断地增加，智能电网对输电系统提出了更高的要求。一般情况下电缆在额定负荷下运行时，这时的线芯导体温度在允许温度值以下。但是一旦电缆出现超过负荷情况，线芯导体温度将超过额定温度值，绝缘层会加速老化。电缆在超过额定温度值情况下工作,其寿命将大幅度缩短，最终可能导致故障或灾害。这就要求电力运行部门结合监测数据对电缆的实际负荷进行合理调度。另外，在紧急状况下的电力供应出现满负荷运营时，为了保障电力电缆运行安全以及电力系统调度需要，必须对电力电缆的载流量进行实时监测。
2、传统的电缆载流量监测的方法主要是热电偶法，其具有成本低，操作简单等特点，但是测量的精度较差，而且获得的只是线路的局部温度，尤其对于电缆内部包含馈电线和中性线，其不同部位的温度会有差异。现有的电缆表皮测温方法由于电缆表皮温度和电缆内部实际温度误差很大，导致从温度分析载流量造成测量误差很大。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种电缆载流量的监测系统及方法，用以解决现有方法检测电力电缆的载流量所存在的测量误差大的技术问题。
2、为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供了一种电缆载流量的监测系统，包括：
3、光栅阵列传感光纤，设置于待测电缆内部；
4、扫频光源，用于产生连接变化的扫频光；
5、光栅信号解调仪，
6、计算工控机，与所述光栅信号解调仪通信连接，用于基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量。
7、在一种可能的实现方式中，待测电缆从内到外，包括：应变单元层、铝包钢线层和硬铝线层；所述光栅阵列传感光纤设置于所述铝包钢线层和所述硬铝线层之间。
8、在一种可能的实现方式中，所述光栅阵列传感光纤，包括：振动通信单元和测温单元；所述测温单元用于采集待测电缆的导体温度和表面温度，并将所述导体温度和所述表面温度以光信号形式通过振动通信单元传输。
9、在一种可能的实现方式中，所述测温单元对应的光栅间距范围为0.1m~5m之间。
10、在一种可能的实现方式中，所述计算工控机，用于基于所述数字信号，确定待测电缆的导体温度和表面温度，基于所述导体温度、所述表面温度，以及导体交流电阻、绝缘介质损耗、金属护套损耗系数、铠装层的损耗系数、绝缘层热阻、内垫衬层热阻、外护层热阻、电缆和周围媒介的热阻及电缆回路数，确定待测电缆的电缆载流量。
11、在一种可能的实现方式中，所述光栅阵列传感光纤为等间距光栅阵列的传感光纤。
12、在一种可能的实现方式中，所述计算工控机，用于基于每个光栅返回的光信号所对应的数字信号，确定每个光栅对应电缆位置的电缆载流量，并将每个光栅对应电缆位置的电缆载流量中的最小电缆载流量，确定为待测电缆的电缆载流量。
13、另一方面，本专利技术还提供一种电缆载流量的监测方法，所述方法应用于上述的系统中，所述方法，包括：
14、基于扫频光源产生连接变化的扫频光；
15、基于光栅信号解调仪将扫描光进行调制放大后分路入射至光栅阵列传感光纤，以及接收所述光栅阵列传感光纤返回的光信号，并将所述光信号转换为数字信号；
16、基于计算工控机基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量。
17、在一种可能的实现方式中，基于计算工控机基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量，包括：
18、基于所述计算工控机并结合基于所述数字信号，确定待测电缆的导体温度和表面温度，且基于所述导体温度、所述表面温度，以及导体交流电阻、绝缘介质损耗、金属护套损耗系数、铠装层的损耗系数、绝缘层热阻、内垫衬层热阻、外护层热阻、电缆和周围媒介的热阻及电缆回路数，确定待测电缆的电缆载流量。
19、在一种可能的实现方式中，基于计算工控机基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量，包括：
20、基于所述计算工控机并结合每个光栅返回的光信号所对应的数字信号，确定每个光栅对应电缆位置的电缆载流量，并将每个光栅对应电缆位置的电缆载流量中的最小电缆载流量，确定为待测电缆的电缆载流量。
21、采用上述实现方式的有益效果是：本专利技术提供的电缆载流量的监测系统及方法，通过将光栅阵列光纤直接安装在电缆内部，扫频光源产生波长连续变化的扫频光，经过光电解调脉冲调制并放大后进入密集光栅阵列，输出的脉冲光通过光分路器入射到等间距的光栅阵列，光栅在每个波长下的反射脉冲会沿光纤返回，控制系统对光电转换后的信号进行采集，然后进入数据采集处理模块进行数据处理，解调出温度，再通过计算工控机确定待测电缆的电缆载流量，光栅阵列传感光纤作为无源传感器，可以避免电磁干扰，而且分辨率高，测量数据准确，响应时间短，从而解决现有方法检测电力电缆的载流量所存在的测量误差大的技术问题。
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1.一种电缆载流量的监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，待测电缆从内到外，包括：应变单元层、铝包钢线层和硬铝线层；所述光栅阵列传感光纤设置于所述铝包钢线层和所述硬铝线层之间。
3.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述光栅阵列传感光纤，包括：振动通信单元和测温单元；所述测温单元用于采集待测电缆的导体温度和表面温度，并将所述导体温度和所述表面温度以光信号形式通过振动通信单元传输。
4.根据权利要求3所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述测温单元对应的光栅间距范围为0.1m~5m之间。
5.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述计算工控机，用于基于所述数字信号，确定待测电缆的导体温度和表面温度，基于所述导体温度、所述表面温度，以及导体交流电阻、绝缘介质损耗、金属护套损耗系数、铠装层的损耗系数、绝缘层热阻、内垫衬层热阻、外护层热阻、电缆和周围媒介的热阻及电缆回路数，确定待测电缆的电缆载流量。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电缆
7.根据权利要求6所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述计算工控机，用于基于每个光栅返回的光信号所对应的数字信号，确定每个光栅对应电缆位置的电缆载流量，并将每个光栅对应电缆位置的电缆载流量中的最小电缆载流量，确定为待测电缆的电缆载流量。
8.一种电缆载流量的监测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-7任一项所述的系统中，所述方法，包括：
9.根据权利要求8所述的电缆载流量的监测方法，其特征在于，基于计算工控机基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量，包括：
10.根据权利要求8所述的电缆载流量的监测方法，其特征在于，基于计算工控机基于所述数字信号确定待测电缆的温度，并基于所述温度确定待测电缆的电缆载流量，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电缆载流量的监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，待测电缆从内到外，包括：应变单元层、铝包钢线层和硬铝线层；所述光栅阵列传感光纤设置于所述铝包钢线层和所述硬铝线层之间。
3.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述光栅阵列传感光纤，包括：振动通信单元和测温单元；所述测温单元用于采集待测电缆的导体温度和表面温度，并将所述导体温度和所述表面温度以光信号形式通过振动通信单元传输。
4.根据权利要求3所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述测温单元对应的光栅间距范围为0.1m~5m之间。
5.根据权利要求1所述的电缆载流量的监测系统，其特征在于，所述计算工控机，用于基于所述数字信号，确定待测电缆的导体温度和表面温度，基于所述导体温度、所述表面温度，以及导体交流电阻、绝缘介质损耗、金属护套损耗系数、铠装层的损耗系数、绝缘层热阻、内垫衬层热阻、外护层热阻、电缆和周围媒...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊鑫，李凯，徐一旻，江山，
申请(专利权)人：武汉烽理光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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