基于時分復用分布式輸電線OPGW微風振動在線監測系統的制作方法

本實用新型涉及一種電力監測技術，尤其一種基于時分復用的分布式輸電線OPGW微風振動在線監測系統。

背景技術：

光纖復合架空地線的英文為Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，縮寫為OPGW，一般稱作OPGW光纜。這種結構形式兼具地線與通信雙重功能，在高壓輸電架空線路中普遍使用。OPGW作為通信光纜具有可靠性高、抗自然災害能力強、不易被人為破壞、使用壽命長、運行維護費用低等優勢。但是，在OPGW的設計使用壽命年限內，一旦地線功能或光纖通信功能喪失，不但終止了使用壽命，更重要的是會造成巨大的停電損失和影響，還會危及電網的安全穩定運行。

由于OPGW長期處于野外露天之下，很容易受到諸如風、雨、冰雪、雷電等自然條件和其它外界條件的影響，容易發生各種事故。其中，風振引發的事故最多。在風的作用下，導線時刻處于振動狀態，根據頻率和振幅的不同，導線微風振動發生最為頻繁，因此，找出相應的防振措施已引起國內外科技工作者的普遍重視。

微風振動對輸電線路的破壞具有一定的隱蔽性，因為微風振動特點是低頻小振幅振動，在高壓架空線上所產生的這種振動，通常用肉眼是不容易看到的，它不像電線舞動時那樣直觀。微風振動所引起的線路疲勞斷股等事故，需要有一個累積時間和過程。一般發現危害是在產生疲勞斷股或防振器毀壞脫落之后，而這時線路危害較重。而且大量實例和試驗表明，微風振動使OPGW產生疲勞斷股，有時會從OPGW的內層開始,從導線外表發現不了。

目前傳統的微風振動監測方法是在OPGW線路選取比較重要的點安裝微風振動監測裝置進行監測，每個點均采用GPRS通信方式將數據發送到用戶端，在野外惡劣氣候條件下存在的通信、監測面窄及穩定性問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種可靠的、監測面廣的一種基于時分復用分布式輸電線路OPGW微風振動在線監測系統。

為達上述目的，本實用新型的技術方案為：

基于時分復用分布式輸電線路OPGW微風振動在線監測系統，包括：進出變電站的所有輸電線OPGW、光開關、相位敏感光時域反射儀、工控機，其特征在于：進出變電站的所有輸電線OPGW的一芯空閑光纖分別與光開關的輸出端相連，光開關的輸入端與相位敏感光時域反射儀相連，相位敏感光時域反射儀與工控機通過信號線相連，光開關、相位敏感光時域反射儀、工控機安裝在變電站機房的機柜內。

所述的相位敏感光時域反射儀能自動或人工控制光開關在指定時間段接通指定OPGW線路光纖實現時分復用微風振動檢測。

所述工控機通過網線和USB線與相位敏感光時域反射儀相連，接收相位敏感光時域反射儀發送的數據，并對數據進行算法分析，當某條線路某處微風振動超閾值水平，工控機啟動報警提示。

利用輸電線OPGW中的一芯空閑光纖作為傳感器探頭，利用相位敏感光時域反射儀進行相位檢測和光時域反射原理進行振動檢測；相位敏感光時域反射儀控制光開關分時順序測量每根輸電線OPGW中光纖的振幅和頻率分布；工控機通過相位敏感光時域反射儀接收每根輸電線OPGW中光纖的振動幅和頻率分布數據，工控機通過現有算法計算，并判斷微風振動是否超閾值，如超閾值則發出報警提示。

本實用新型結構簡單，監測設備安裝在變電站機房，利用進出變電站的所有輸電線OPGW中的一芯空閑光纖作為傳感器，當OPGW有微風振動時，OPGW中的光纖伴隨微風振動，通過相位敏感光時域反射儀控制光開關分時切換并進行所有輸電線OPGW中光纖的振幅和頻率分布數據采集，工控機接收到每根輸電線OPGW中光纖的振幅和頻率分布數據，后通過現有算法計算，并判斷微風振動是否超閾值，如超閾值則發出報警提示。

本實用新型以輸電線OPGW內的光纖作為傳感器，不需要在線路上安裝額外傳感器，即可實現變電站所有進出輸電線路全線的OPGW微風振動狀態分布的實時監測。具有非常低的單位公里監測成本，且徹底解決傳統監測裝置在惡劣氣候條件下存在的通信、監測面窄及穩定性問題，開辟了電力監測技術的新方向。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型進一步說明。

如圖1所示，本實用新型包括：進出變電站的所有輸電線OPGW3、光開關2、相位敏感光時域反射儀、工控機，其特征在于：進出變電站的所有輸電線OPGW3的一芯空閑光纖1分別與光開關2的輸出端相連，光開關2的輸入端與相位敏感光時域反射儀相連，相位敏感光時域反射儀與工控機通過信號線相連，光開關2、相位敏感光時域反射儀、工控機安裝在變電站機房的機柜內。本實用新型光開關2、相位敏感光時域反射儀、工控機均為現有結構。所有輸電線OPGW3均架在鐵塔4上。

所述的相位敏感光時域反射儀能自動或人工控制光開關在指定時間段接通指定OPGW線路光纖實現時分復用微風振動檢測。

所述工控機通過網線和USB線與相位敏感光時域反射儀相連，接收相位敏感光時域反射儀發送的數據，并對數據進行算法分析，當某條線路某處微風振動超閾值水平，工控機啟動報警提示。

利用輸電線OPGW中的一芯空閑光纖作為傳感器探頭，利用相位敏感光時域反射儀進行相位檢測和光時域反射原理進行振動檢測；相位敏感光時域反射儀控制光開關分時順序測量每根輸電線OPGW中光纖的振幅和頻率分布；工控機通過相位敏感光時域反射儀接收每根輸電線OPGW中光纖的振動幅和頻率分布數據，工控機通過現有算法計算，并判斷微風振動是否超閾值，如超閾值則發出報警提示。

一般情況下，進出變電站的輸電架空線路至少2條以上，每條輸電架空線路塔頂上都裝有OPGW，長度至少幾十公里以上，各OPGW均引入到通信機房光纖配線屏內。光開關、相位敏感光時域反射儀和工控機均裝在通信機房的屏柜內，光開關有若干路光纖輸出通道和1根光輸入通道，光開關內有控制裝置，通過給光開關下指令，光開關的輸入端和指定的輸出端光路就接通了。若干路輸出口通過光纖跳線接到光纖配線屏內的各條線路中的一芯空閑光纖。光開關的光纖輸入端和控制信號接相位敏感光時域反射儀，相位敏感光時域反射儀定時控制光開關接通指定線路的OPGW光纖，接通后進行整根光纖的振動分布數據采集，并將數據發送給工控機，完成后定時控制光開關接通下一條指定線路的OPGW光纖并進行數據采集和數據發送，每條OPGW輪循數據采集，周而復始，24小時不間斷運行。工控機通過網線和USB線與相位敏感光時域反射儀相連接收相位敏感光時域反射儀發送的數據，工控機并對數據進行算法分析，當線路某處微風振動超閾值水平，工控機起動報警提示。