一种光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置，包括在光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号通过检偏器传输到光电探测器，光电探测器输出光强参数；对光强参数进行分析，得到光强参数的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的光强参数的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的光强参数的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。本发明专利技术能在线检测光纤线缆的覆冰情况，从而为是否达到必须清除冰的极限提供判断依据，对电网的运行保障具有重要价值。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置
本专利技术涉及光纤线缆检测
，具体涉及一种光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置。
技术介绍
2008年初我国电网因大面积冰灾遭受重创，严重影响了正常的社会程序和人民群众的日常生活，至今让人印象深刻。对电力系统职工而言，这是一段难忘的抗冰历史。此后的5年内，南方电网为对抗冰灾的投入就超过了80亿元。事实上，电网冰冻灾害遍及100多个国家，我国南方10多个省份又是其中受害最严重的地区。冰灾引发跳闸、倒塔，严重时导致电网大面积瘫痪，是电网安全运行的最大灾害之一。由于国内外缺乏系统的冰灾防治技术和高效的监测和融除冰装备，抗冰灾问题一直是电网生产管理中最为困难的一个环节，特别是在跨越边远山区和沙漠无人地带的传输线路，巡线和发现冰灾现象就很困难，除冰工作更为困难。因此研究实时监控输电线路的覆冰与否，确认覆冰厚度，从而判断是否达到必须清除的极限，对电网的运行保障具有重要价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置，本光纤线缆覆冰的检测方法及其检测装置能实时检测光纤线缆的覆冰质量和覆冰厚度信息，从而为是否达到必须清除冰的极限提供判断依据，对电网的运行保障具有重要价值。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种光纤线缆覆冰的检测方法，包括：在光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号通过检偏器传输到光电探测器，光电探测器输出光强参数；对光强参数进行分析，得到光强参数的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的光强参数的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的光强参数的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的具有偏振态的光信号为线偏振光、椭圆偏振光或圆偏振光，所述的检偏器用于检测光信号的偏振信息，所述的光纤线缆包括光缆或光纤电力复合缆。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量的计算公式为：其中Δf是峰值频率的偏移量，Δm是覆冰质量，m是光纤线缆质量，k是光纤线缆的劲度系数。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种光纤线缆覆冰的检测方法，包括：光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号传输到分束器内，分束器将光信号分为N路并将N路光信号分别通过N个检偏器传输到N个光电探测器内，N个光电探测器输出的光强参数分别为I1、I2、……IN，将光强参数I1、I2、……IN进行线性运算，对线性运算得到的参数结果进行分析，得到参数结果的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的参数结果的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的参数结果的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的具有偏振态的光信号为线偏振光、椭圆偏振光或圆偏振光，所述的分束器为偏振分束器或偏振无关分束器，所述的光纤线缆包括光缆或光纤电力复合缆。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量的计算公式为：其中Δf是峰值频率的偏移量，Δm是覆冰质量，m是光纤线缆质量，k是光纤线缆的劲度系数。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种光纤线缆覆冰的检测方法，包括：光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号传输到波分复用器内，波分复用器将光信号分为N路并将N路光信号分别通过N个检偏器传输到N个光电探测器内，N个光电探测器输出的光强参数分别为I1、I2、……IN，将光强参数I1、I2、……IN进行线性运算，对线性运算得到的参数结果进行分析，得到参数结果的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的参数结果的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的参数结果的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的具有偏振态的光信号为线偏振光、椭圆偏振光或圆偏振光，所述的具有偏振态的光信号的波长有N种，波分复用器用于将N种波长的光信号分为N路光信号，每路光信号对应一种波长，所述的光纤线缆包括光缆或光纤电力复合缆。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量的计算公式为：其中Δf是峰值频率的偏移量，Δm是覆冰质量，m是光纤线缆质量，k是光纤线缆的劲度系数。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种采用光纤线缆覆冰的检测方法的检测装置，包括激光器、检偏器和光电探测器，所述激光器与光纤线缆的一端连接，所述纤线缆的另一端与所述检偏器连接，所述检偏器和光电探测器连接。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种采用光纤线缆覆冰的检测方法的检测装置，包括激光器、分束器、N个检偏器和N个光电探测器，所述激光器与光纤线缆的一端连接，所述光纤线缆的另一端与分束器连接，所述分束器分别通过N个检偏器与N个光电探测器连接。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种采用光纤线缆覆冰的检测方法的检测装置，包括激光器、波分复用器、N个检偏器和N个光电探测器，所述激光器与光纤线缆的一端连接，所述光纤线缆的另一端与波分复用器连接，所述波分复用器分别通过N个检偏器与N个光电探测器连接。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用三种不同的检测方法和对应的检测装置对光纤线缆的覆冰情况进行检测，通过测量光纤线缆未覆冰时对应参数的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后对应参数的频谱分布S2，从而分析两者的峰值频率的偏移量，有效的计算光纤线缆的覆冰质量，根据光纤线缆的重量变化和光纤线缆的长度从而求出覆冰的厚度变化，为后期判断厚度增加值是否达到必须清除的极限奠定基础，对电网的运行保障具有重要价值，实现利用光纤线缆对架空传输线缆覆冰进行在线监测的功能，进而可以实现覆冰预警的功能。这种方法的最大优势在于直接利用光纤线缆中的光纤实现传感，无需在传输线缆上黏贴传感器，从而无需考虑传感器寿命问题、没有传感器就没有取电困难、无线信号传输和接收问题等一系列技术和管理上的问题，其寿命长，维护也非常容易。是一种廉价、易用的、鲁棒性强的理想覆冰监控技术。附图说明图1为架空传输线缆的结构示意图。图2为实施例1的检测装置结构示意图。图3为实施例2的监测装置结构示意图。图4为实施例2的监测装置的另一种应用图。图5为实施例3的监测装置结构示意图。图6为实施例4的监测装置结构示意图。具体实施方式下面根据图1至图6对本专利技术的具体实施方式作出进一步说明：本专利技术利用光纤线缆2中的光纤对架空传输线缆(架空传输线缆为光纤线缆2)覆冰进行在线监测,这种方法的最大优势在于直接利用光纤线缆2中的光纤实现传感，无需在传输的光纤线缆2上黏贴传感器，从而无需考虑传感器寿命问题；没有传感器就没有取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，包括：在光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号通过检偏器传输到光电探测器，光电探测器输出光强参数；对光强参数进行分析，得到光强参数的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的光强参数的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的光强参数的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。

【技术特征摘要】
1.一种光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，包括：在光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号通过检偏器传输到光电探测器，光电探测器输出光强参数；对光强参数进行分析，得到光强参数的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的光强参数的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的光强参数的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。2.根据权利要求1所述的光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，所述的具有偏振态的光信号为线偏振光、椭圆偏振光或圆偏振光，所述的检偏器用于检测光信号的偏振信息，所述的光纤线缆包括光缆或光纤电力复合缆。3.根据权利要求1所述的光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，所述的根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量的计算公式为：其中Δf是峰值频率的偏移量，Δm是覆冰质量，m是光纤线缆质量，k是光纤线缆的劲度系数。4.一种光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，包括：光纤线缆的一端输入具有偏振态的光信号，光纤线缆的另一端将光信号传输到分束器内，分束器将光信号分为N路并将N路光信号分别通过N个检偏器传输到N个光电探测器内，N个光电探测器输出的光强参数分别为I1、I2、……IN，将光强参数I1、I2、……IN进行线性运算，对线性运算得到的参数结果进行分析，得到参数结果的频谱分布；按照上述方法分别测量光纤线缆未覆冰时的参数结果的频谱分布S1和光纤线缆覆冰后的参数结果的频谱分布S2，对比频谱分布S1和频谱分布S2并计算两者的峰值频率的偏移量，根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量，通过覆冰质量和光纤线缆的长度计算光纤线缆的覆冰厚度。5.根据权利要求4所述的光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，所述的具有偏振态的光信号为线偏振光、椭圆偏振光或圆偏振光，所述的分束器为偏振分束器或偏振无关分束器，所述的光纤线缆包括光缆或光纤电力复合缆。6.根据权利要求4所述的光纤线缆覆冰的检测方法，其特征在于，所述的根据峰值频率的偏移量计算光纤线缆的覆冰质量的计算公式为：其中Δf是峰值频率的偏移量，Δm是覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，韩正甫，苗春华，
申请(专利权)人：安徽问天量子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34