本实用新型专利技术涉及一种输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，它的激光光源的信号输出端连接光纤耦合器的第一通信端，光纤耦合器的第二通信端连接光纤复合架空地线中一根光纤的一端，该光纤的另一端连接法拉第旋转镜的信号通信端，光纤耦合器的第三通信端连接光电探测器的信号输入端，光电探测器的信号输出端连接数据采集卡的信号输入端，数据采集卡的信号输出端连接工控机的信号输入端。本实用新型专利技术在外场及输电线路上无额外的传感器，仅仅以光纤复合架空地线中的光纤作为传感器和数据传输通道，可解决传统监测装置在恶劣气候条件下存在的通信问题、电源供电问题。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及输电线路检测
，具体涉及一种输电线路对地短路的故障点定位与监测装置。
技术介绍
我国输电线路短路跳闸故障率一直居高不下，给电网安全可靠运行带来了严重的安全隐患。每一次的短路跳闸事故，都有可能造成大范围的停电，给国民建设带来重大经济损失。为了应对短路事故对输电线路运行造成的影响，就需要及时查找输电线路上的故障点位置，尤其是故障发生后输电站“强送”不成功的情况。由于输电线路可能绵延数百公里，期间横跨江河、穿越森林群山的情况极多，依靠人力发现故障点的位置非常困难，因此有必要对输电线路短路故障事件实时定位监测，为及时排除故障提供依据。目前，输电线路短路故障定位监测方法是在一条线路上安装若干套行波故障定位监测装置，利用太阳能供电或者线圈从导线取电，高速采集相线高频电流信号或高频电压信号并判断是否为故障行波，若为故障行波，则记录当前的GPS同步时钟时间和故障波相关数据，并通过移动网络发送到服务器端，通过数据处理得到线路故障位置。但是这种方式中设备性能容易受通信信号和GPS信号质量影响，即依赖相应运营商和天气因素，不便于维护；如果要延长监测距离，线路上就需要安装更多的监测装置，会大大增加系统的复杂性、降低系统的可靠性和可维护性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可靠的、长距离的输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，用于监测输电线路对地短路故障的发生位置。为解决上述技术问题，本技术公开的一种输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，其特征在于:它包括激光光源、光纤耦合器、光电探测器、数据采集卡、工控机、光纤复合架空地线和法拉第旋转镜，其中，所述激光光源的信号输出端连接光纤耦合器的第一通信端，光纤耦合器的第二通信端连接光纤复合架空地线中一根光纤的一端，该光纤的另一端连接法拉第旋转镜的信号通信端，光纤耦合器的第三通信端连接光电探测器的信号输入端，光电探测器的信号输出端连接数据采集卡的信号输入端，数据采集卡的信号输出端连接工控机的信号输入端。它还包括滤波器和光信号调理器，所述光电探测器的信号输出端依次通过光信号调理器和滤波器连接数据采集卡的信号输入端。它还包括光放大器，所述激光光源的信号输出端通过光放大器连接光纤耦合器的第一通信端。本技术的工作原理为:输电导线发生对地短路故障时，短路电流会流经光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)、或是在光纤复合架空地线上产生故障电流分量；鉴于光纤复合架空地线一般是逐塔接地的，距离故障点越近的光纤复合架空地线区段，流经的电流越大；通过对输电线路光纤复合架空地线电流分布的监测，能够实现导线对地短路故障的定位。因此，本技术可监测输电线路对地短路时光纤复合架空地线上的故障波形并对故障点进行定位。本技术的检测过程为:激光光源发出测试激光，该测试激光经过光放大器放大后，通过光纤耦合器进入光纤复合架空地线光缆中的一根光纤，光纤温度测试激光在光纤复合架空地线光缆的光纤内传播，并在光纤内进行反射，光电探测器对输电线路光纤复合架空地线中的电流分布进行监测，并将监测数据转换为电信号，该电信号依次经过调理和滤波后由数据采集卡输送给工控机，工控机对得到的输电线路光纤复合架空地线中的电流分布数据进行分析实现导线对地短路故障的定位本技术的有益效果: 本技术在外场及输电线路上无额外的传感器，仅仅以光纤复合架空地线中的光纤作为传感器和数据传输通道，可解决传统监测装置在恶劣气候条件下存在的通信问题、电源供电问题，为电力监测技术提供新的思路。【附图说明】图1为本技术的结构框图；其中，I一激光光源、2—光放大器、3—光纤親合器、4一光电探测器、5—滤波器、6—工控机、7—光纤复合架空地线、8—法拉第旋转镜、9 一光信号调理器、10—数据采集卡。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明:本技术的输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，它包括激光光源1、光纤耦合器3、光电探测器4、数据采集卡10、工控机6、光纤复合架空地线7和法拉第旋转镜8，其中，所述激光光源I的信号输出端连接光纤耦合器3的第一通信端，光纤耦合器3的第二通信端连接光纤复合架空地线7中一根光纤的一端，该光纤的另一端连接法拉第旋转镜8的信号通信端，光纤耦合器3的第三通信端连接光电探测器4的信号输入端，光电探测器4的信号输出端连接数据采集卡10的信号输入端，数据采集卡10的信号输出端连接工控机6的信号输入端(数据采集卡10安装在工控机的总线插槽上)。上述光纤复合架空地线内的一根光纤作为分布式光纤传感器，同时作为数据传输通道。所述工控机6通过数据采集卡10获取光纤复合架空地线7的故障电流信号数据。光电探测器4用于将光信号转换为对应的电信号。光纤复合架空地线7是将光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，即为OPGW(Optical FiberComposite Overhead Ground Wire)光缆。上述技术方案中，所述激光光源I为窄线宽激光光源。上述技术方案中，它还包括滤波器5和光信号调理器9，所述光电探测器4的信号输出端依次通过光信号调理器9和滤波器5连接数据采集卡10的信号输入端。上述技术方案中，它还包括光放大器2，所述激光光源I的信号输出端通过光放大器2连接光纤耦合器3的第一通信端。所述光放大器2用于增强窄线宽激光光源输出的光信号，延长导线对地短路故障的定位与监测装置的工作距离。上述技术方案中，光纤耦合器3*2X1光纤耦合器，所述光放大器2、光电探测器4位于2X1光纤耦合器的同侧。 上述技术方案中，所述激光光源1、光放大器2、光纤耦合器3、光电探测器4、滤波器5、光信号调理器9、数据采集卡10和工控机6位于一个变电站通信机房内，所述法拉第旋转镜8位于另一个变电站通信机房内。上述技术方案中，所述工控机6控制数据采集卡10采集输电线对地短路时候的短路故障电流波数据，并进行信号处理。上述技术方案中，法拉第旋转镜8能使方向传输光的偏振状态相对于正向传输光选择90度，用于消除偏振状态的涨落带来的影响。本技术安装在输电线路两端的变电站通信机房，监测线路长度超过100千米，工控机6实时采集数据，并根据采集的数据进行分析判断，一旦监测到导线对地短路故障，则报警并计算故障点距离变电站的位置。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。【主权项】1.一种输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，其特征在于:它包括激光光源(I)、光纤耦合器(3)、光电探测器(4)、数据采集卡(10)、工控机(6)、光纤复合架空地线(7)和法拉第旋转镜(8)，其中，所述激光光源(I)的信号输出端连接光纤耦合器(3)的第一通信端，光纤耦合器(3)的第二通信端连接光纤复合架空地线(7)中一根光纤的一端，该光纤的另一端连接法拉第旋转镜(8)的信号通信端，光纤耦合器(3)的第三通信端连接光电探测器(4)的信号输入端，光电探测器(4)的信号输出端连接数据采集卡(10)的信号输入端，数据采集卡(10)的信号输出端连接工控机￠)的信号输入端。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输电线路对地短路的故障点定位与监测装置，其特征在于：它包括激光光源(1)、光纤耦合器(3)、光电探测器(4)、数据采集卡(10)、工控机(6)、光纤复合架空地线(7)和法拉第旋转镜(8)，其中，所述激光光源(1)的信号输出端连接光纤耦合器(3)的第一通信端，光纤耦合器(3)的第二通信端连接光纤复合架空地线(7)中一根光纤的一端，该光纤的另一端连接法拉第旋转镜(8)的信号通信端，光纤耦合器(3)的第三通信端连接光电探测器(4)的信号输入端，光电探测器(4)的信号输出端连接数据采集卡(10)的信号输入端，数据采集卡(10)的信号输出端连接工控机(6)的信号输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡炜，冯万兴，方玉河，李涛，潘尔生，徐立新，罗汉武，姜国义，刘海波，吕军，王剑，向念文，章涵，陈扬，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国网内蒙古东部电力有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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