一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統技術方案

本發明專利技術提供一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，所述系統包括：光纖光柵解調儀、OPGW光纖、通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的光纖連接控制模塊、以及與所述連接控制模塊連接的多個光纖光柵傳感器串聯陣列。本發明專利技術通過所述光纖連接控制模塊控制多個光纖光柵傳感器串聯陣列的連接時序，從而實現一根OPGW光纖傳輸多個光纖光柵傳感器串聯陣列的實時數據，由于光纖光柵傳感器的數據量很小需要傳輸時間極短，因此通過分時傳輸可以極大提高一根OPGW光纖所能連接的傳感器數量。OPGW光纖所能連接的傳感器數量。OPGW光纖所能連接的傳感器數量。

【技術實現步驟摘要】
一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統


[0001]本專利技術涉及輸電線路光纖監測領域，具體涉及一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統。

技術介紹

[0002]架空線運行安全是電網輸電系統的穩定運行的重要組成部分，實時監控是提高架空線運行安全的有效手段，同時架空線狀態的實時監測還有利于提升智能電網的廣度和深度。
[0003]光纖光柵傳感技術具有現場無源、電磁免疫、體積小、易集成、耐腐蝕、易于組網、多參量感知等優勢。目前，光纖光柵技術用于架空線狀態監測的有導線溫度傳感器、導線拉力傳感器、桿塔形變傳感器、微氣象傳感器等。現有光纖光柵監測系統方案是將光纖光柵解調儀放置于監控室(光纖光柵解調儀屬于光學精密儀器，對于戶外惡劣環境適應性差，適合放置于室內)，光纖光柵解調儀的一個通道通過光纖與架空線里的OPGW光纜中的一芯光纖1連接，現場導地線、金具、桿塔、地基監測用的光纖光柵傳感器串聯成一串，然后與OPGW光纜中的一芯光纖1連接。目前的光纖光柵解調儀常用的光譜帶寬是1525～1565nm和1510～1590nm，工程應用中每個光纖光柵傳感器預留3nm帶寬，由此1510～1590nm帶寬80nm最多一通道連接光纖光柵傳感器80除以3約為27個傳感器，由此一根OPGW通信光纖最多可實現現場27個傳感器的信息通信傳輸，遠遠不能滿足架空線大規模監測的需求，無法實現傳感器的大容量通信需求。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的是提高OPGW通信光纖傳輸光纖光柵傳感器數據的通訊容量。
[0005]本專利技術的目的是采取下述技術方案來實現的：
[0006]一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，所述系統包括：光纖光柵解調儀、OPGW光纖、通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的光纖連接控制模塊、以及與所述連接控制模塊連接的多個光纖光柵傳感器串聯陣列。
[0007]優選的，所述光纖光柵傳感器串聯陣列最多包括27個光纖光柵傳感器。
[0008]優選的，所述光纖光柵解調儀的光譜帶寬為1510～1590nm。
[0009]優選的，所述連接控制模塊包括光開關和與所述光開關連接的光開關控制模塊；所述光開關一端通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接，另一端連接各個光纖光柵傳感器串聯陣列；所述光開關控制模塊與所述光纖光柵解調儀通過同步技術以確定光開關控制狀態。
[0010]優選的，所述同步技術包括無線通信或衛星時鐘信息同步。
[0011]優選的，所述連接控制模塊包括：通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的1
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N路光纖分路器、N個分別串聯于所述光纖分路器和光纖光柵傳感器串聯陣列之間的光纖延時環；每個光纖光柵傳感器串聯陣列與一個光纖延時環、一個光纖分路器、OPGW光纖和光纖
光柵解調儀串聯構成一組光纖光柵串，共計N組光纖光柵串，每組光纖光柵串的光纖延遲環的長度不同，其中N為正整數。
[0012]優選的，所述光纖光柵串的光纖延遲環的長度包括：第i+1組光纖光柵串的光纖延遲環的長度大于第1組至第i組共計i個光纖光柵串的長度和，其中i和i+1均為光纖光柵串的編號。
[0013]與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
[0014]本專利技術提供一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，所述系統包括：光纖光柵解調儀、OPGW光纖、通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的光纖連接控制模塊、以及與所述連接控制模塊連接的多個光纖光柵傳感器串聯陣列。本專利技術通過所述光纖連接控制模塊控制多個光纖光柵傳感器串聯陣列的連接時序，從而實現一根OPGW光纖傳輸多個光纖光柵傳感器串聯陣列的實時數據，由于光纖光柵傳感器的數據量很小需要傳輸時間極短，因此一根OPGW光纖通過分時傳輸可以極大提高所能連接的傳感器數量。
附圖說明
[0015]圖1為本專利技術包含光開關的輸電線路光纖光柵多參量傳感系統示意圖；
[0016]圖2為現有一通道光纖傳感器波長分布示意圖；
[0017]圖3為本專利技術包含光纖延時環的輸電線路光纖光柵多參量傳感系統示意圖。
具體實施方式
[0018]本專利技術主要是解決架空線現場導地線、金具、桿塔和基礎全方位傳感監測需要的大容量傳感器數據傳輸問題，然而架空線上的OPGW光纜中通常僅可開放一根或兩根光纖用于傳感光信號傳輸，無法滿足現場光信號傳輸實際需求的問題。本專利技術提出了兩種技術方案，兩種方案中光纖光柵解調儀均安裝在變電站機房，用OPGW光纜一芯作為通信光纖，工程現場有數量眾多的不同參量光纖光柵傳感器，能夠實現現場多參量大容量光纖光柵傳感器信號傳輸發工程需求。
[0019]實施例1
[0020]本專利技術提供一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，所述系統包括：光纖光柵解調儀、OPGW光纖、通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的光纖連接控制模塊、以及與所述連接控制模塊連接的多個光纖光柵傳感器串聯陣列。
[0021]如圖1所示，所述連接控制模塊包括一端通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接且另一端連接各個光纖光柵傳感器串聯陣列的光開關、以及與所述光纖光柵解調儀通過同步技術以確定光開關控制狀態的光開關控制模塊。相對于現有技術，在現場傳感器組熔接入OPGW內的光纖之前，增加了光開關和光開關控制模塊兩部分硬件設備。光纖光柵解調儀放置于監控室，光纖光柵解調儀的一個通道通過光纖與架空線里的OPGW光纜中的一芯光纖1連接，現場導地線、金具、桿塔、地基監測用的光纖光柵傳感器劃分成1、2、3、4等眾多組別，每組最多27個光纖光柵傳感器(對于1510～1590nm帶寬光纖光柵解調儀而言)，光開關控制模塊控制光開關連接1、2、3、4等哪一個組別，并通過無線通信或衛星時鐘信息這兩種同步技術與光纖光柵解調儀建立聯系，從而光纖光柵解調儀可以獲取光開關處于哪個組別通路的狀態信息。
[0022]本專利技術的光開關需要把開關信息(就是當下與那一個光纖光柵串連接)傳遞給光纖光柵解調儀，其給出兩種方法，一種是通過無線通信將光開關的狀態信息傳遞給光纖光柵解調儀；另外一種是光開關與光纖光柵解調儀分別與衛星進行時間同步，光纖光柵解調儀通過預先設定的光開關的通斷時序來確定當下時間是與哪一個光纖光柵串相連接，從而達到正確接收光纖光柵傳感器信息。本專利技術此處用到的無線通信或者衛星時鐘信息同步的根本目的是同步光纖光柵解調儀和光開關的通斷時序。
[0023]其中，對于1510～1590nm帶寬光纖光柵解調儀而言，每通道的光纖光柵傳感器波長分布如圖2所示，每個傳感器波長間隔3nm，防止傳感器因外界參量變化引起相鄰兩個波長發生重疊，從而傳感信息混淆，造成傳感組網失效。對于80nm帶寬，間隔3nm布設光纖光柵傳感器，每通道最多容納27個光纖光柵波長，即對應27個光纖光柵傳感器。
[0024]由此，依據上述系統方案，t1時刻光開關與1組連通，1組內傳感器信息傳送到解調儀，獲取現場感知信息；t2時刻光開關與2組連通，2組內傳感器信息傳送到解調儀，獲取現場感知信息；由此類推，現場所有傳感器信息本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，其特征在于，所述系統包括：光纖光柵解調儀、OPGW光纖、通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接的光纖連接控制模塊、以及與所述連接控制模塊連接的多個光纖光柵傳感器串聯陣列。2.如權利要求1所述的一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，其特征在于，所述光纖光柵傳感器串聯陣列最多包括27個光纖光柵傳感器。3.如權利要求1所述的一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，其特征在于，所述光纖光柵解調儀的光譜帶寬為1510～1590nm。4.如權利要求1所述的一種輸電線路光纖光柵多參量傳感系統，其特征在于，所述連接控制模塊包括光開關和與所述光開關連接的光開關控制模塊；所述光開關一端通過所述OPGW光纖與光纖光柵解調儀連接，另一端連接各個光纖光柵傳感器串聯陣列；所述光開關控制模塊與所述光纖光柵解調儀通過同步技術以確定光開關控制狀態。5.如權利要求4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姬昆鵬，劉彬，趙斌濱，劉暢，劉毅，趙彬，李孟軒，漢京善，楊加倫，展雪萍，王劍，張立春，李鵬，張國強，白旭，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：