智能型架空输电导线及其监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种智能型架空输电导线及其监测系统，该输电线包括导电层和位于导电层内的支撑层，还包括光纤单元，所述光纤单元位于架空输电导线的轴线上、支撑层内或导电层内。智能型架空输电导线监测系统采用了所述的智能型架空输电导线，利用光纤传感技术，同时实现了电能传输、电力通信和在线监测导线运行状态等多重功能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能型架空输电导线及其监测系统。
技术介绍
输配电网主要由架空输电导线及地线构成。架空输电导线主要由导电层和支撑层两部分组成。导电层的材料包括铝及铝合金，支撑层的材料包括镀锌钢线、铝包钢线和碳纤维棒等。传统的架空输电导线仅能实现电能传输。专利号为02217735.3的中国专利“一种光纤复合架空地线”是由光纤单元和铝包钢线或镀锌钢丝同心绞合而成，光纤复合架空地线与架空输电导线结合，可同时实现电能传输和电力通信。专利号为200420094107.9的中国专利“光纤复合相线”，其架空输电导线内层由光纤单元和铝包钢线绞合而成，外层由铝线绞合而成，这种光纤复合架空相线与地线结合也可同时实现电能传输和电力通信。随着我国电网发展及电压等级的提高，不仅要求电网具有电能传输及电力通信功能，而且对电网自身运行的安全可靠性提出了更高的要求。在我国现行电网运行中，通过引入光纤复合架空地线或相线，已经同时实现了电能传输和电力通信，但还缺乏有效的手段来保障导线自身运行的安全性。电网运行的安全可靠与否是由架空导线的运行状态直接决定的，包括导线运行温度、振动频率及振幅、弧垂、覆冰情况等。当前国内对于架空导线的监测仅限于导线局部范围，并只能针对运行导线的某一个状态参数如温度进行监测，不能全面及时地对导线运行状态进行监测并做出反馈。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于提供一种能同时实现电能传输、电力通信和在线监测导线运行状态等多重功能的智能型架空输电导线及其监测系统。为了解决上述技术问题，本技术提供的智能型架空输电导线，包括导电层和位于导电层内的支撑层，还包括光纤单元，所述光纤单元位于架空输电导线的轴线上、支撑层内或导电层内。优选地，所述导电层为多层，每层由多根单线构成，导电层为圆单线、Z型单线、T型单线中的一种或几种；所述支撑层为碳纤维芯棒、复合材料芯棒、多根钢线、多根碳纤维复合绞线中的一种；所述钢线为镀锌钢线、镀锌殷钢线、铝包钢线、铝包殷钢线中的一种。本技术还提供一种智能型架空输电导线监测系统，所述的智能型架空输电导线的轴线上、支撑层内或导电层内设有光纤单元；还包括光纤传感器，与所述光纤单元连接，用于检测光纤单元所携带的温度、振动、应力、应变信号；信号处理器，与所述光纤传感器连接，用于采集和转换光纤传感器检测到的温度、振动、应力、应变信号；计算机，与信号处理器连接，用于输出并记录转换后得到的温度、振动、应力、应变数值。本技术的智能型架空输电导线及其监测系统，将光纤单元复合在架空输电导线中，并引入光纤传感器，形成具有电能传输、电力通信和在线监测导线运行状态的智能型输电导线及其监测系统。-->附图说明图1为第一种架空输电导线截面示意图。图2为第二种架空输电导线截面示意图。图3为第三种架空输电导线截面示意图。图4为第四种架空输电导线截面示意图。图5为第五种架空输电导线截面示意图。图6为第六种架空输电导线截面示意图。图7为第七种架空输电导线截面示意图。图8为智能型架空输电导线监测系统的示意图。图中标记：1光纤单元，2支撑层、3导电层，4扩径层，5架空输电导线，6光纤传感器，7信号处理器，8计算机。具体实施方式如图1所示智能型架空输电导线，包括导电层3和位于导电层3内的支撑层2，还包括光纤单元1，光纤单元1位于支撑层2内，导电层3有两层，每层由多根圆单线构成，支撑层2由多根钢线或多根碳纤维复合绞线构成。如图2所示，光纤单元1位于导电层3内，导电层3有三层，每层由多根Z型单线构成，支撑层2由多根钢线或多根碳纤维复合绞线构成。如图3所示，光纤单元1位于导电层3内，导电层3有两层，每层由多根T型单线构成，光纤单元1嵌入T型单线中，支撑层2由碳纤维芯棒或复合材料芯棒构成。如图4所示，光纤单元1位于导电层3内，导电层3有两层，每层由多根T型单线构成，光纤单元1位于相邻两T型单线之间，支撑层2由碳纤维芯棒或复合材料芯棒构成。如图5所示，光纤单元1位于架空输电导线5的轴线上，导电层3有两层，每层均由多根Z型单线构成，架空输电导线为间隙型，即导电层3与支撑层2或导电层3与导电层3之间存在一个或多个间隙，支撑层2由多根钢线或多根碳纤维复合绞线构成。如图6所示，光纤单元1位于架空输电导线5的轴线上，导电层3为一层，每层由多根Z型单线构成，架空输电导线为扩径型，即导电层3和支撑层2之间有一个扩径层4，支撑层2由多根钢线或多根碳纤维复合绞线构成。如图7所示，光纤单元1位于架空输电导线5的轴线上，导电层3为两层，其中一层由圆型单线构成，另一层由Z型单线构成，支撑层2由多根钢线或多根碳纤维复合绞线构成。单线为铝及铝合金材料，钢线为镀锌钢线、镀锌殷钢线、铝包钢线或铝包殷钢线。如图8所示的一种智能型架空输电导线监测系统，包括智能型架空输电导线5，智能型架空输电导线5的轴线上、支撑层2内或导电层3内设有光纤单元1；光纤传感器6，与所述光纤单元1连接，用于检测光纤单元1所携带的温度、振动、应力、应变信号；信号处理器7，与所述光纤传感器6连接，用于采集和转换光纤传感器6检测到的温度、振动、应力、应变信号；计算机8，与信号处理器7连接，用于输出并显示转换后得到的温度、振动、应力、应变数值。-->光纤传感器6与架空输电导线中的光纤单元1连接后，通过光纤温度传感技术，可即时在线监测架空线的运行温度，并可设定相应的阀值，当导线运行温度超过该值时，可以进行报警；通过光纤振动传感技术，即时在线监测架空导线的振动状况，包括振幅和振动频率，当导线振动频率过高或振幅过大时，可即时采取相应措施来减缓导线振动，避免导线断股或断裂；通过光纤应力传感技术，可即时在线监测架空导线的应力状况，根据导线所受应力状况与弧垂的对关系可即时监测导线的弧垂状况，从而保证架空导线的运行安全；通过光纤应变传感技术，可即时监测导线内的光纤应变情况，根据光纤应变量与覆冰厚度的对应关系可即时监测导线的覆冰情况，可即时采取相应的措施进行人工干预，从而保证整个电网运行的安全可靠性。本技术涉及一种智能型架空输电导线及其监测系统，同时实现了电能传输、电力通信和在线监测导线运行状态等多重功能。本技术输电架空导线中引入光纤单元，连接光纤传感器后，通过信号采集、转换和输出，可以即时监测导线运行状态，包括温度、振动频率及振幅、弧垂、覆冰情况等，并可以即时根据其运行状态，对其进行人工干预，如调整导线输送电流或张力，使运行导线即时适应于环境变化，从而保证整个电网运行的安全可靠性。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型架空输电导线，包括导电层（３）和位于导电层内的支撑层（２），其特征是：还包括光纤单元（１），所述光纤单元（１）位于架空输电导线（５）的轴线上、支撑层（２）内或导电层（３）内。

【技术特征摘要】
1.一种智能型架空输电导线，包括导电层(3)和位于导电层内的支撑层(2)，其特征是：还包括光纤单元(1)，所述光纤单元(1)位于架空输电导线(5)的轴线上、支撑层(2)内或导电层(3)内。2.根据权利要求1所述的智能型架空输电导线，其特征是：所述导电层(3)为多层，每层由多根单线构成。3.根据权利要求2所述的智能型架空输电导线，其特征是：所述导电层(3)为圆单线、Z型单线、T型单线中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的智能型架空输电导线，其特征是：所述支撑层(2)为碳纤维芯棒、复合材料芯棒、多根钢线、多根碳纤维复合绞线中的一种。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，蔡西川，党朋，徐睿，黄国飞，朱军军，郑秋，徐晓峰，王晨生，陆盛叶，
申请(专利权)人：上海电缆研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]