基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法技术

本发明专利技术提供一种基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，包括：利用微波发生器发出连续探测光信号，让探测光信号通过待测光纤电缆；将产生的泵浦脉冲在待测光纤电缆的终点与所述探测光信号汇合，得到汇合光信号；将所述汇合光信号通过布拉格光栅；利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布，从而反推出光纤沿线各个点的温度值。可以对高压架空电缆进行全面、实时的温度测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电线温度测量领域，更为具体地，涉及基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法。
技术介绍
在保证系统安全的前提下，提高线路的传输容量有很大的经济意义，传输容量会影响导线的温度，导线温度变化将直接影响弧垂的大小，而运行线路中弧垂过大会引起很多事故，所以研究输送容量与弧垂的关系有很现实的意义：尤其是当线路处于极限传输容量运行时，可能会因为弧垂过低导致线路跳闸，造成严重的事故。弧垂是线路设计及运行维护中的重要参数之一，决定了架空线路的松紧程度，弧垂的大小直接影响到线路的安全稳定运行。每一百米长的导线，在温度增加摄氏一度时，大约会伸长1.5mm左右。温度越升高，导线伸得就越长，弧垂也就越增大；反之，温度越降低，导线就缩得越短，弧垂也就缩小。弧垂应满足现在运行中任何气象条件下的应力都不超过最大值，且满足耐震条件，使导线任何点对地面、水面、被跨物之间的距离符合设计要求，保证线路安全运行的表征参数。在紧线施工测定、控制观测架空线最大弧垂的基本方法有异长法、等长法(平行四边形法)、角度法、平视法。其中最常用的是档端观测法，这些方法再结合数学公式计算,可以得到弧垂值。虽然精度高、操作简单宜行，但计算比较繁琐一点、人工成本较高，给弧垂的测量带来了极大的不便。因此后来利用测量温电线度来间接进行电线弧垂测量。但由于在高压传输环境中电压高、电流大、磁场强，传统的电类测温不适用，而且只能对局部位置进行测温，无法对整条线路进行温度监测。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术提出基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，可以对高压架空电缆进行全面、实时的温度测量。本专利技术采用的方案是：提出基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，包括步骤：利用微波发生器发出连续探测光信号，让探测光信号通过待测光纤电缆；将产生的泵浦脉冲在待测光纤电缆的终点与所述探测光信号汇合，得到汇合光信号；将所述汇合光信号通过布拉格光栅；利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布，从而反推出光纤沿线各个点的温度值。利用上述方案，可直接利用现有已敷设好的光缆即可，亦或其他种类的光电复合缆，都不需对光缆做任何改装，直接利用其中的一根光纤即可，进行测温；不同于传统的点式传感系统，本方法能够对所测光纤线路进行全线温度监控，具有分布式监测功能。为了实现上述以及相关目的，本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明根据下述参照附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：图1示出了本专利技术提出的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法的一个流程示意图；图2示出了本专利技术提出的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法的一个实施结构示意图。图3示出了本专利技术提出的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法的另一个实施示意图。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。具体实施方式下面描述本公开的各个方面。应该明白的是，本文的教导可以以多种多样形式具体体现，并且在本文中公开的任何具体结构、功能或两者仅仅是代表性的。基于本文的教导，本领域技术人员应该明白的是，本文所公开的一个方面可以独立于任何其它方面实现，并且这些方面中的两个或多个方面可以按照各种方式组合。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面，实现装置或实践方法。另外，可以使用其它结构、功能、或除了本文所阐述的一个或多个方面之外或不是本文所阐述的一个或多个方面的结构和功能，实现这种装置或实践这种方法。此外，本文所描述的任何方面可以包括权利要求的至少一个元素。下面将参照附图描述本专利技术的各个实施例。首先请参考图1，公开了一种基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，包括步骤：S1、利用微波发生器发出连续探测光信号，让探测光信号通过待测光纤电缆；微波发生器发出连续探测光信号，即斯托克斯光信号。斯托克斯光信号的最大频率即为布里渊频移,并且它对温度敏感，可以实现对温度变化的感知。微波发生器发射探测光信号的相关参数可根据实际应用环境进行调节，以满足不同的应用需求。S2、将产生的泵浦脉冲在待测光纤电缆的终点与所述探测光信号汇合，得到汇合光信号；其中，利用脉冲发生器产生脉冲信号，所述脉冲信号经半导体光放大器、扰偏器以及掺铒光纤放大器产生所述泵浦脉冲。泵浦脉冲和斯托克斯光信号(即探测光信号)在待检测光纤电缆中相遇时，泵浦脉冲光的一部分能量转移给斯托克斯光。能量转移的大小与两个光波之间的频率差有关,且当两者的频率差等于测试光纤的布里渊频移时转移的能量最大。S3、将所述汇合光信号通过布拉格光栅；汇合光信号经过布拉格光栅进行反射和投射。S4、利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布，从而反推出光纤沿线各个点的温度值。其中，利用所述探测器对经过布拉格光栅的反射信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息；或者，利用所述探测器对经过布拉格光栅的投射信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息。具体的，所述利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布的步骤包括：利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频，获得探测光的功率变化，然后换算出待测光纤电缆沿线能量转移的大小从而得到待测光纤电缆沿线的布里渊增益谱；利用示波器对布里渊增益谱进行洛伦兹拟合得到待测光纤电缆沿线的布里渊频移分布。从而反推出光纤沿线各个点的温度值，就可以获知传感待测光纤电缆上每一点的温度信息，以此实现温度传感。例如，在光纤上59.950km和59.955km之间的区域上布里渊频移很明显，可以确定该区域温度发生明显漂移，通过计算可以反推出该处的实际温度值。图2示出了本专利技术提出的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法的一个实施结构示意图，其实施结构包括：激光器，用于发出激光信号；其激光信号一路经过电光调制器，一路经过半导体激光放大器；直流电源对微波脉冲器供电，微波脉冲器产生微波脉冲；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，其特征在于，包括步骤：产生的探测光信号，让探测光信号通过待测光纤电缆；将产生的泵浦脉冲在待测光纤电缆的终点与所述探测光信号汇合，得到汇合光信号；将所述汇合光信号通过布拉格光栅；利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布，从而反推出光纤沿线各个点的温度值。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，其特征在于，包括步骤：
产生的探测光信号，让探测光信号通过待测光纤电缆；
将产生的泵浦脉冲在待测光纤电缆的终点与所述探测光信号汇合，得到汇合光信号；
将所述汇合光信号通过布拉格光栅；
利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不断的扫频获取待测光纤电缆上每一点的
布里渊频移信息，得到沿光纤长度方向的布里渊频移分布，从而反推出光纤沿线各个点的
温度值。
2.如权利要求1所述的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，其特征在于，利
用脉冲发生器产生脉冲信号，所述脉冲信号经半导体光放大器、扰偏器以及掺铒光纤放大
器产生所述泵浦脉冲。
3.如权利要求1所述的基于分布式光纤测温的高压架空电缆测温方法，其特征在于，所
述利用探测器对经过布拉格光栅的信号进行不...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁志辉，王超东，金智群，吴昊，赵灿，
申请(专利权)人：广州劲联智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44