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【新技术】光纤复合架空相线的分布式微振动监控

 海竣云 2016-07-28


光纤复合架空相线中剩余光纤的应用

OPPC架空相线如下图所示。现有的光纤通信只是解决两端通信及控制信号,两根光纤已经足够了。一般最少24芯光纤在OPPC中,其他完全可以拓展其他应用。

剩余的光纤中的一根光纤完全可以进行分布式光纤测温(DTS)测量,可以感知整条线路的气象温度、相线负载温度等。

利用三根光纤可以测量OPPC上的微振动,可以探测到OPPC上摇摆频率的增加减少、挂树枝、雷击、及漏电引起摇摆等,并能定位。



分布式光纤传感(DTS)简介



分布式光纤传感(DTS)在OPPC上的应用

一台DTS可以测量40KM,测温精度达到1度,空间分辨率低于10米。

在中控机房,通过光开关可以测量多个方向的OPPC。

光纤接续点,提供了现场环境温度,工作点是OPPC工作温度,两个有差异的化,要调整负载或是线路异常。

冰雪预测。


分布式光纤微振动(DVS-3fibers)原理示意图



分布式光纤微振动(DVS-3fibers)原理简介

从TX发出的激光分成两路,两路光在光缆中传输。当有振动波传到传到光缆上,微小振动使得光纤的相位会发生变化,经过相干传回到RX。光探测器解调后还原了振动波的信号,此信号基本上是体现了事件的频谱,经过与已有的事件库频谱对比可以分辨出振动源的类型,比如,雷击谱、风吹摇摆谱等。从而实现了对入侵事件的智能识别。

入侵事件定位,从TX发出RX接收为T1事件A调制接收信号;系统同时从RX向TX发出信号,T2事件A调制接收信号,计算T2与T1的时间差,即可从末端定位事件发生位置。即RX干涉信号比TX干涉信号多走了2倍距离末端的距离。

从TX发出RX接收的调制接收信号,完全与实际振动单调一致,也就是说可以还原事件。只要有事件库,对比即可判断发生的事件。


DVS-3fibers信号图

OPPC受重击信号图,类似雷电冲击信号,树枝挂线信号、相线撞击快速长高的植物(竹子、树木)信号、接触光缆接续盒信号等。

OPPC受轻击信号图,类似某一段相线缆突然摇摆频率增加信号,某一处有放电摇摆、鸟兽或人为接近OPPC信号等。

挂冰雪预测,摇摆频率减少信号。


分布式光纤微振动(DVS)在OPPC相线应用简介

一台DVS可以监控40KM的OPPC相线架空电缆,对于缆上的微振动信息可以分辨,对微振动的空间分辨率可达到100米。

从OPPC的摇摆增加,可以推算各个铁塔的风力信息。

对于传回的微振动信号,对比学习后,可以对传输线上故障进行预警,通知维护班及时采取措施。

右图是本公司的光缆哨兵实例,监控着60KM的通信光缆,类似本文应用。

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