一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法技术

本发明专利技术公开了一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，包括以下步骤：步骤S1：地表变形监测光缆布设；步骤S2：深度变形监测光缆布设；步骤S3：基桩沉降监测光缆布设；步骤S4：连接光缆布设；步骤S5：对步骤S1

【技术实现步骤摘要】
一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法


[0001]本专利技术涉及特高压变电站地基沉降形变监测领域，尤其涉及一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法。

技术介绍

[0002]变电站是电力网络的重要枢纽。随着经济社会的快速发展，土地资源日益紧缺，为保证高集中性电力负荷区域的正常供电，变电站有时被迫需要建设在某些特殊地质的地区。浙江省位于长三角地区，地基含水量高，软土层深厚，在某些软土层和河道冲击土壤层上兴建的变电站，存在地基沉降的问题。
[0003]要预防和治理变电站地基沉降问题，在落实各地变电站选址、建设施工和简历的同时，还需要重视变电站沉降问题的监测、预警和治理。目前变电站地质沉降监测手段主要是人工巡检、视频监控、地质位移监测等，存在实时性较差，无法及时发现和消除隐患，或者精度不足，现象特征不明显较难判断等缺陷。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种地基沉降监测设备及监测方法”，其公开号为CN109458981A，通过设置于地面的光监测机、基准面和基于基准面上的微反射镜进行沉降地基监测，包括实时性较差、无法及时发现并消除隐患，同时精度不足，现象特征不明显，较难判断的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服现有技术中，变电站地质沉降监测手段主要是人工巡检、视频监控、地质位移监测等，存在实时性较差，无法及时发现和消除隐患，或者精度不足，现象特征不明显较难判断的问题，提供了一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，通过光缆监测系统掌握地质地基对变电站设备的影响规律，为变电站防治地基沉降提供辅助决策和评估手段。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，包括以下步骤：步骤S1：地表变形监测光缆布设，地表变形监测光缆监测滑坡地形水平方向变形状态，监测光缆采用2m定点应力光缆敷设；步骤S2：深度变形监测光缆布设，采用现场采集深孔内沉降监测的方法，提早测量出变形区的变形情况；步骤S3：基桩沉降监测光缆布设，先用钻机钻一个达到基岩的孔，再制作基准桩，将检测光缆布设于基准桩和待监测基桩之间，通过监测待监测光缆的应变变化来确定基桩的沉降变化；步骤S4：连接光缆布设，安装布设监测光缆与监测仪器之间的连接光缆，将应力光
缆采用水平埋设的方式敷设于变电站内重点监测区域；步骤S5：对步骤S1
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S4中的光缆进行分段监测；步骤S6：设定判断基准，对地基采集数据进行分级处理并整合比对，完成沉降判断。
[0007]应力光缆作为传感单元具有无源、抗腐蚀、抗老化、抗辐射等优点，可塑性强，适合野外复杂地形地貌的部署，同时本专利采用光缆既是传感光缆又是传输光缆，方便实现监测区及特高压变电站机房内的监控主机的连接；根据现场安装调试情况，监测仪采用0.5的空间采样间隔，为了很好的识别出地表变形监测、深部变形监测和基桩沉降监测得出的微小变形结果，在施工中测量方式变化都预留出至少2m的光缆，完成空间分辨率的识别及温度的校准。
[0008]作为优选，所述步骤S1包括以下步骤：步骤S1
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1：设计光缆走向并设置沟槽，将应力光缆铺设在沟槽底部，将铠装光缆铺设在沟槽内部，保持其拉直状态，在光缆定点处使用角铁和金属夹具将光缆与地层进行耦合处理；步骤S1
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2：将光缆定点处与地层耦合，定点之间穿过PVC管进行保护；步骤S1
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3：填埋光缆并压紧，填埋开始前测量光缆应变量，该应变量数值以光缆产生小于500微应变即可完成光缆铺设步骤；步骤S1
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4：记录光缆实际走向以及光标、光缆的铺设路径完成后，回填沟槽保持沟槽上层土层与铺设前无明显区别。
[0009]在地表设置光缆并记录光缆走向，确定监测范围和当前变电站地基的基础数据，以地表光缆的当前位置和相对位置作为沉降监测的基础数据，为后续变电站地表沉降位移量计算和监测作计算基础指标，使得监测结果和沉降判断结果更准确。
[0010]作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：步骤S2
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1：使用钻机在选定位置钻出裸孔；步骤S2
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2：采用重锤及钢管加压将光线放入孔底；步骤S2
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3：布设2条长度不同的定点光缆，通过监测仪检测光缆的应变情况。
[0011]两条地底定点光缆分别为2米和10米，布置在可能发生沉降隐患的地区截面处，实时监测产生缓慢形变的沉降隐患区域，对缓慢变形、突发变形基础沉降进行早期预防，2米和10米的定点光缆确定了沉降数据监测范围，保证监测过程数据的准确性。
[0012]作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：步骤S3
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1：利用钻机钻出深度达到基岩的孔洞，制作光缆基准桩；步骤S3
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2：将监测光缆分别布设在基准桩和待监测基桩之间；步骤S3
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3：通过监测仪监测光缆的应变变化以确定基桩的沉降变化。
[0013]作为优选，完成基桩沉降监测光缆布设过程中，将基准桩的钢管与角铁焊接，所述角铁打孔后用将不锈钢滑轮固定，通过不锈钢钢丝的一端吊上水泥桩重物，另一端与钢板连接，所述钢板与监测桩连接。
[0014]作为优选，所述检测光缆的监测节点与所述监测桩的钢板通过金属夹具固定，将监测光缆的另一节点通过金属夹具与基准桩的角铁固定，在监测仪监测的情况下调节拉紧钢丝，使得光纤产生的应变量达到监测仪满量程的5%。
[0015]以基准桩为基准，待监测桩为监测指标，通过入射光纤和出射光纤中光运动轨迹的变化对地基进行沉降威胁实时监测，光纤中光线的传播路径变化能通过重物位置精确地反映，监测范围也能适应不同的沉降情况，提高沉降威胁监测的实时性和精确性。
[0016]作为优选，所述步骤S4包括以下步骤：步骤S4
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1：将监测仪放置在机房内，使得沉降隐患区域与机房之间产生间隔；步骤S4
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2：将应力光缆采用水平埋设的方式敷设与变电站内重点监测区域。
[0017]作为优选，所述步骤S6包括以下步骤;步骤S6
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1：将监测仪以及相对应的监测基座与所述监测光缆连接，所述所有监测光缆整合形成沉降监测单元，保持监测单元和监测基座水平放置；步骤S6
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2：完成放置后，对沉降重点监测区域进行实时监测，测量实时特高压变电站各条光缆之间的发生相对滑动的位移角度和位移方向；步骤S6
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3：将上述位移角度和位移方向进行等级划分，以图像法和计分制为基础判别当前沉降严重程度；步骤S6
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4：完成沉降严重程度判别后记录下当次沉降判别过程数据。
[0018]与步骤S1
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S4的光缆布设相结合，通过监测到的实时数据进行图像绘制和分段计分评级，建立完整的沉降严重或威胁程度评价体系，并将每一次的监测数据进行上传成库，形成历史数据库，并根据历本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，其特征是，包括以下步骤：步骤S1：地表变形监测光缆布设；步骤S2：深度变形监测光缆布设；步骤S3：基桩沉降监测光缆布设；步骤S4：连接光缆布设；步骤S5：对步骤S1
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S4中的光缆进行分段监测；步骤S6：设定判断基准，对地基采集数据进行分级处理并整合比对，完成沉降判断。2.根据权利要求1所述的一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，其特征是，所述步骤S1包括以下步骤：步骤S1
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1：设计光缆走向并设置沟槽，将应力光缆铺设在沟槽底部；步骤S1
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2：将光缆定点处与地层耦合；步骤S1
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3：填埋光缆并压紧，填埋开始前测量光缆应变量；步骤S1
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4：记录光缆实际走向，完成光缆铺设后回填沟槽。3.根据权利要求1所述的一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，其特征是，所述步骤S2包括以下步骤：步骤S2
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1：使用钻机在选定位置钻出裸孔；步骤S2
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2：采用重锤及钢管加压将光线放入孔底；步骤S2
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3：布设2条长度不同的定点光缆，通过监测仪检测光缆的应变情况。4.根据权利要求1所述的一种利用分布式光纤传感技术的特高压变电站地基沉降监测方法，其特征是，所述步骤S3包括以下步骤：步骤S3
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1：利用钻机钻出深度达到基岩的孔洞，制作光缆基准装；步骤S3
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2：将监测光缆分别布设在基准装和待监测基桩之间；步骤S3
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3：通过监测仪监测光缆的应变变化以确定基桩的沉降...

【专利技术属性】
技术研发人员：江一帆，薛懋，周丹，毛铭祺，潜军伟，郑幸，
申请(专利权)人：浙江静远电力实业有限公司，
类型：发明
国别省市：