光纤无源污闪监测系统技术方案

本发明专利技术提供光纤无源污闪监测系统，该系统包括：电流采集模块，用于采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流；电机模块，与所述电流采集模块连接，用于根据所述泄漏电流产生转动；光频域反射仪模块，包括光纤单元和信号处理单元；其中，所述光纤单元，与所述电机模块连接，用于在所述电机模块产生转动时，产生形变，以生成携带有形变信息的光信号；所述信号处理单元，与所述光纤单元连接，用于根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。本发明专利技术提供的系统，采集泄漏电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。

Optical Fiber Passive Pollution Flash Monitoring System

【技术实现步骤摘要】
光纤无源污闪监测系统
本专利技术涉及污闪监测
，更具体地，涉及光纤无源污闪监测系统。
技术介绍
如今，随着工农业的大力发展，严重加剧了我国的大气污染，使得输电线路污闪问题也日趋严重。污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。目前，监测污闪的一种重要方法就是结合测量的漏电电流与环境条件，判断绝缘子表面污秽积聚的过程，是一种开展“状态检修”的实用手段。对污闪进行监测也就是对绝缘子或绝缘子串的绝缘状态进行监测，目前国内的污闪监测系统大多数都是采用的电子式传感器来采集绝缘子串的漏电电流，传输采集数据主要采用的是GPRS等无线通信方式。这种方式存在两个缺点：第一，通过电子式传感器采集电流需要供电；第二，GPRS等无线通信传输的距离有限，一旦传输距离较长时，需要架设基站进行中继，同时，雷雨天气也会对其产生极大的影响。
技术实现思路
本专利技术提供克服现有的污闪监测系统中电流采集端需要供电和信号传输距离短，无法适应恶劣天气等问题的光纤无源污闪监测系统。根据本专利技术的一个方面，提供光纤无源污闪监测系统，包括：电流采集模块，用于采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流；电机模块，与所述电流采集模块连接，用于根据所述泄漏电流产生转动；光频域反射仪模块，包括光纤单元和信号处理单元；其中，所述光纤单元，与所述电机模块连接，用于在所述电机模块产生转动时，产生形变，以生成携带有形变信息的光信号；所述信号处理单元，与所述光纤单元连接，用于根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。优选地，所述电流采集模块为集电环，所述集电环将所述杆塔上的绝缘子串中的靠地绝缘子短路，以将通过所述绝缘子串的所述泄漏电流通过导线导入所述电机模块中，以使得所述电机模块产生转动。优选地，所述光纤单元为单模光纤，每当所述电机模块转动一次，则所述电机模块对所述单模光纤产生一次撞击，以使得所述单模光纤产生形变。优选地，所述信号处理单元，包括：线性扫频光源、与所述线性扫频光源连接的马赫曾德干涉仪、与所述马赫曾德干涉仪连接的固定反射镜、与所述马赫曾德干涉仪连接的光电探测器以及与所述光电探测器连接的频谱仪；其中，所述线性扫频光源，用于向所述马赫曾德干涉仪发送以频率ω0为中心进行线性扫频的连续光；所述马赫曾德干涉仪，用于将所述连续光分为第一光束和第二光束；将所述第一光束发射至所述固定反射镜，将所述第二光束发射至所述单模光纤；并接收所述固定反射镜反射回的参考光和所述单模光纤返回的信号光；所述光电探测器，用于接收所述参考光和所述信号光，并将所述参考光和所述信号光转换为电信号；所述频谱仪，用于根据所述电信号，统计所述单模光纤在单位时间内的形变次数，获取所述电机模块的转速，并通过所述电机模块的转速，获取所述泄漏电流。优选地，所述系统还包括：报警模块；当所述泄漏电流超过电流阈值时，所述报警模块报警。根据本专利技术的另一个方面，提供一种基于上述的光纤无源污闪监测系统的光纤无源污闪监测方法，包括：S1，采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流，所述泄漏电流带动电机模块产生转动，以带动光纤单元产生形变；S2，根据所述光纤单元的形变，生成携带有形变信息的光信号；S3，根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。优选地，步骤S3具体包括：S31，将以频率ω0为中心进行线性扫频的连续光分为第一光束和第二光束；S32，将所述第一光束发射至固定反射镜，将所述第二光束发射至所述光纤单元；并接收所述固定反射镜反射回的参考光和所述光纤单元返回的信号光；S33，将所述参考光和所述信号光转换为电信号；S34，根据所述电信号，获取所述光纤单元在单位时间内的形变次数；S35，根据所述形变次数，获取所述电机模块的转速；S36，根据所述转速，获取所述泄漏电流。优选地，所述系统还包括：S4，当所述泄漏电流超过电流阈值时，则产生报警操作。本专利技术提供的光纤无源污闪监测系统，通过采用电流采集模块采集泄漏电流，泄漏电流通入电机模块使得电机模块转动，电机模块转动与光纤单元触碰，通过测得单位时间电机模块与光纤单元触碰的次数得到电机模块转速，根据泄漏电流与电机模块转速的对应关系，从而得到泄漏电流大小。并根据泄漏电流大小，对绝缘子串表面的污闪进行监测。采集泄漏电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。附图说明图1为根据本专利技术实施例提供的光纤无源污闪监测系统的结构图；图2为根据本专利技术实施例提供的光纤无源污闪监测系统中的电流采集模块和电机模块相互配合工作的场景图；图3为根据本专利技术实施例提供的光纤无源污闪监测系统中的信号处理单元的结构图；图4为根据本专利技术实施例提供的光纤无源污闪监测方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为根据本专利技术实施例提供的光纤无源污闪监测系统的结构图，如图1所示，该系统包括：电流采集模块，用于采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流。电机模块，与所述电流采集模块连接，用于根据所述泄漏电流产生转动。光频域反射仪模块，包括光纤单元和信号处理单元；其中，所述光纤单元，与所述电机模块连接，用于在所述电机模块产生转动时，产生形变，以生成携带有形变信息的光信号；所述信号处理单元，与所述光纤单元连接，用于根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。绝缘子串指两个或多个绝缘子元件组合在一起，柔性悬挂导线的组件。绝缘子串是带有固定和运行需要的保护装置，用于悬挂导线并使导线与杆塔和大地绝缘。绝缘子是具有良好电气绝缘性能和足够机械强度的电瓷绝缘成件，其作用是固定导线承受导线的垂直负荷和水平拉力，并使导线对地绝缘。污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。光频域反射仪OFDR是近年逐步发展起来的一种高分辨率的光纤测量技术。不同于光时域反射仪OTDR向系统内发射的是时域的脉冲信号，OFDR发射入系统的是利用窄带激光器和声光调制器产生的扫频光信号，再通过光外差检测技术，通过专门的算法来分析检测到的信号。相比于OTDR，在相同的环境条件下，OFDR方式的灵敏度更高，同样的动态范围下，所需要的光源光功率更小，可以有效克服OTDR的空间分辨率和信噪比动态范围之间的矛盾问题。需要说明的是，由于信号通过光纤传输，因此，光频域反射仪模块可以放置于距离电流采集模块较远的地方。本实施例提供的系统，通过采用电流采集模块采集泄漏电流，泄漏电流通入电机模块使得电机模块转动，电机模块转动与光纤单元触碰，通过测得单位时间电机模块与光纤单元触碰的次数得到电机模块转速，根据泄漏电流与电机模块转速的对应关系，从而得到泄漏电流大小。并根据泄漏电流大小，对绝缘子串表面的污闪进行监测。采集泄漏电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。基于上述实施例，图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光纤无源污闪监测系统，其特征在于，包括：电流采集模块，用于采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流；电机模块，与所述电流采集模块连接，用于根据所述泄漏电流产生转动；光频域反射仪模块，包括光纤单元和信号处理单元；其中，所述光纤单元，与所述电机模块连接，用于在所述电机模块产生转动时，产生形变，以生成携带有形变信息的光信号；所述信号处理单元，与所述光纤单元连接，用于根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。

【技术特征摘要】
1.光纤无源污闪监测系统，其特征在于，包括：电流采集模块，用于采集塔杆上的绝缘子串的泄漏电流；电机模块，与所述电流采集模块连接，用于根据所述泄漏电流产生转动；光频域反射仪模块，包括光纤单元和信号处理单元；其中，所述光纤单元，与所述电机模块连接，用于在所述电机模块产生转动时，产生形变，以生成携带有形变信息的光信号；所述信号处理单元，与所述光纤单元连接，用于根据所述光信号，获取所述泄漏电流，以对所述绝缘子串表面的污闪进行监测。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流采集模块为集电环，所述集电环将所述杆塔上的绝缘子串中的靠地绝缘子短路，以将通过所述绝缘子串的所述泄漏电流通过导线导入所述电机模块中，以使得所述电机模块产生转动。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光纤单元为单模光纤，每当所述电机模块转动一次，则所述电机模块对所述单模光纤产生一次撞击，以使得所述单模光纤产生形变。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号处理单元，包括：线性扫频光源、与所述线性扫频光源连接的马赫曾德干涉仪、与所述马赫曾德干涉仪连接的固定反射镜、与所述马赫曾德干涉仪连接的光电探测器以及与所述光电探测器连接的频谱仪；其中，所述线性扫频光源，用于向所述马赫曾德干涉仪发送以频率ω0为中心进行线性扫频的连续光；所述马赫曾德干涉仪，用于将所述连续光分为第一光束和第二光束；将所述第一光束发射至所述固定反射镜，将所述第二光束发射至所述单模光纤；并接收所述固定反射镜反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李路明，张治国，易佳豪，颜哲昊，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网江西省电力有限公司信息通信分公司，北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11