基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

doi:10.11930.2015.3.27

中国电力 ›› 2015, Vol. 48 ›› Issue (3): 27-31.DOI: 10.11930.2015.3.27

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

赵隆¹，²，黄新波¹，朱永灿³

1. 西安工程大学电子信息学院，陕西西安 710048；
2. 西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安 710071；
3. 陕西省输变电设备状态监测工程技术研究中心，陕西西安 700048

收稿日期:2014-12-23 出版日期:2015-03-25 发布日期:2015-11-27
作者简介:赵隆（1987—），男，新疆石河子人，博士研究生，从事智能电网在线监测理论与关键技术的研究。E-mail: zhaolong36@126.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51177115）；陕西省重点科技创新团队计划资助项目（2014KCT-16）

Research on Online Monitoring Method of Aeolian Vibration on Transmission Lines Based on FBG

ZHAO Long¹,², HUANG Xinbo¹, ZHU Yongcan³

1. School of Electronics and Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China;
2. School of Mechano-electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China;
3. Shaanxi Engineering Research Center of Condition Monitoring for Power Transmission and Transformation Equipment, Xi’an 710048, China

Received:2014-12-23 Online:2015-03-25 Published:2015-11-27
Supported by:
This work was supported by National Natural Science Foundation of China(51177115), and by Key technology Innovation Team Project of Shaanxi Province (2014KCT-16).

摘要/Abstract

摘要： 输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害，现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电，而地线监测装置采用电池供电，使用寿命较短，且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题，开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating，FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统，系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化，并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪，再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量，不再存在电源供电的问题。此外，结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点，提高了系统的稳定性和可靠性。

关键词: 输电线路, 微风振动, 在线监测, 光纤光栅, 传感器, 测量

Abstract: The conductor and fittings could be damaged because of aeolian vibration of overhead transmission lines. The existing aeolian vibration monitoring devices use mutual inductor and lithium battery as power source, which has short lifespan and also are susceptible to electromagnetic interference and lightning surge current. An aeolian vibration monitoring system based on fiber bragg grating(FBG) is presented. FBG interrogator is used as sensor to detect reflected light wavelength variation during grounding wire vibration. The optical signal is sent through OPGW/OPPC to FBG demodulator inside substation to calculate grounding wires parameters including strain, vibration amplitude and frequency. The proposed online monitoring system does not require onsite power supply, has high resistance to electromagnetic interference and high measurement accuracy, which in turn improves system stability and reliability.

Key words: transmission lines, aeolian vibration, on-line monitoring, FBG, finite element

中图分类号:

TM75
TM762

赵隆，，黄新波，朱永灿. 基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法[J]. 中国电力, 2015, 48(3): 27-31.

ZHAO Long,, HUANG Xinbo, ZHU Yongcan. Research on Online Monitoring Method of Aeolian Vibration on Transmission Lines Based on FBG[J]. Electric Power, 2015, 48(3): 27-31.

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https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2015/V48/I3/27

参考文献

[1] 黄新波，赵隆，舒佳，等．输电线路导线微风振动在线监测技术[J]．高电压技术，2012，38（8）：1863－1870．
HUANG Xinbo, ZHAO Long, SHU Jia, et al． Online monitoring conductor aeolian vibration of transmission lines [J]． High Voltage Engineering, 2012, 38(8): 1863-1870．
[2] 刘敏，张先勇．输电线路微风振动在线监测系统的设计与实现[J]．自动化与信息工程，2012，33（6）：26－31．
LIU Min, ZHANG Xianyong． The design and implementation of the on-line monitoring system for aeolian vibration of transmission lines[J]． Automation & Information Engineering, 2012, 38(8):1863-1870．
[3] 四川省电力公司攀枝花电业局，国家电网公司．一种新型微风振动在线监测装置[P]． 2012-10-23，中国：201210406212．
[4] GODARD B, GUéRARD S, LILIEN J L. Original real-time observations of aeolian vibrations on power-line conductors[J]．IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, 26(4): 2111-2117.
[5] 丁嘉文，唐俊，胡保民. 无源光网络技术用于输电线路监测的研究[J]. 中国电力，2012，45（12）：91－95．
DING Jiawen, TANG Jun, HU Baomin. Application of PON technology to overhead transmission line monitoring[J]. Electric Power, 2012, 45(12): 91-95.
[6] 王振华，黄宵宁，梁焜，等. 基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究[J]. 中国电力，2012，45（10）：59－62．
WANG Zhenhua, HUANG Xiaonin, LIANG Kun, et al. Study on the transmission line inspection system based on quadrotor UAVs[J]. Electric Power, 2012, 45(10): 59-62.
[7] 钟万里，吴怡，王伟，等. 基于粘弹性阻尼器输电线路的风振控制研究[J]. 中国电力，2012，45（10）：63－67．
ZHONG Wanli, WU Yi, WANG Wei, et al. Wind-induced vibration control for high-voltage transmission system using viscoelastic-damper [J]. Electric Power, 2012, 45(10): 63-67.
[8] 黄新波．输电线路在线监测与故障诊断[M]．北京：中国电力出版社，2008．
[9] 吴蓉，杨军，李晓东，等．输电线路在线监测系统的电源解决方案[J]．电源技术，2012（5）：709－710，737．
WU Rong, YANG Jun, LI Xiaodong, et al． Power solutions of high-voltage on-line monitoring equipment[J]． Chinese Journal of Power Sources, 2012(5): 709-710, 737．
[10] 李先志，杜林，陈伟根，等．输电线路状态监测系统取能电源的设计新原理[J]．电力系统自动化，2008，32（1）：76－79.
LI Xianzhi, DU Lin, CHEN Weigen, et al． A novel scheme of draw-out power supply utilized in transmission line state monitoring [J]． Automation of Electric Power Systems, 2008, 32(1):76-79.
[11] 熊兰，宋道军，何友忠．输电线路在线监测设备供电电源的研制[J]．电力自动化设备，2012，32（7）：129－133．
XIONG Lan, SONG Daojun, HE Youzhong, et al． Power supply of online monitoring equipment for transmission line[J]． Electric Power Automation Equipment, 2012, 32(7): 129-133.
[12] 褚强，李刚，张建成．一种基于超级电容的输电线路在线监测系统电源设计[J]．电力自动化设备，2013，33（3）：152－158．
CHU Qiang, LI Gang, ZHANG Jiancheng． Power supply of transmission line online monitoring system based on super- capacitor [J]． Electric Power Automation Equipment, 2013, 33(3): 152-158.
[13] 李鹏，黄新波，赵隆，等．智能输电线路状态监测代理的研究与设计[J]．中国电机工程学报，2013，33（16）：153－161，6.
LI Peng, HUANG Xinbo, ZHAO Long, et al． Research and design of transmission line condition monitoring agent [J]． Proceedings of the CSEE, 2013, 33(16): 153-161, 6.
[14] MA Guoming, LI Chengrong, QUAN Jiangtao． A fiber bragg grating tension and tilt sensor applied to icing monitoring on overhead transmission lines[J]． IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, 26(4): 2163-2170.
[15] 马国明，李成榕，全江涛，等．架空输电线路覆冰监测光纤光栅拉力倾角传感器的研制[J]. 中国电机工程学报，2010，30（34）：132-138.
MA Guoming, LI Chengrong, QUAN Jiangtao, et al． Development of fiber bragg grating tension & tilt sensor for icing-monitoring of overhead transmission lines [J]． Proceedings of the CSEE, 2010,30(34): 132-138.
[16] GOUDREAU S, LéVESQUE F, CARDOU A, et al． Strain measurements on acsr conductors during fatigue tests Ⅱ: stress fatigue indicators [J]． IEEE Transactions on Power Delivery, 2010, 25(4): 2997-3006.
[17] 马国明，全江涛，李成榕，等．输电线路覆冰荷载监测用光纤光栅称重传感器的设计[J]．高电压技术，2010，36（9）： 2225－2230．
MA Guoming, QUAN Jiangtao, LI Chengrong, et al． Design of the fiber bragg grating load cell applied to icing monitoring of transmission lines[J]． High Voltage Engineering, 2010, 36(9): 2225-2230.
[18] 蒋建，李成榕，马国明，等．架空输电线路覆冰监测用FBG拉力传感器的研制[J]．高电压技术，2010，36（12）：3028－3034．
JIANG Jian, LI Chengrong, MA Guoming, et al． Development of FBG tension sensor applied to ice monitoring of overhead transmission lines[J]． High Voltage Engineering, 2010, 36(12):3028-3034.

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[1]	宋智伟, 黄新波, 纪超, 张凡, 张烨. 基于PCSA-YOLOv7 Former的输电线路连接金具及其锈蚀检测方法[J]. 中国电力, 2024, 57(6): 141-152.
[2]	王传琦, 伍历文, 邓志斌, 邓伟锋, 杨彬. 时间累积架空输电线路覆冰预测模型与算法综述[J]. 中国电力, 2024, 57(6): 153-164, 234.
[3]	叶煜明, 钱琪琪, 万正东, 张继钢. 基于嵌入法与集成学习的线路工程造价预测[J]. 中国电力, 2024, 57(5): 251-260.
[4]	李瀚儒, 刘智健, 来立永, 黄凌宇, 丁施尹, 刘任, 唐波. 考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测方法[J]. 中国电力, 2024, 57(2): 103-114.
[5]	钟成, 翟迪, 陆阳, 刘晓波, 王心如, 赵雄文. 基于改进灰狼算法的电力管廊覆盖优化技术[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 68-76.
[6]	唐旭辰, 潮铸, 段秦尉, 苏炳洪, 陈卉灿. 基于分层测量数据的高压变电站概率负荷预测方法[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 143-150.
[7]	张子桐, 周群, 佃钰林, 官子超, 印月, 冷敏瑞, 刘雪山. 基于μPMU测量数据的配电网线路阻抗参数估计[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 157-165.
[8]	鞠玲, 黄怿. 基于EFPI的数字配电网超声检测传感器[J]. 中国电力, 2023, 56(6): 194-201.
[9]	张业茂, 李妮, 周翠娟, 鲁浩男. 750 kV高海拔交流输电线路无线电干扰测试数据分析[J]. 中国电力, 2023, 56(2): 77-85.
[10]	易亚文, 江传宾, 龚世玉, 秦小元, 赵静朴, 李振兴. 基于因子分析与统计学技术的保护测量回路误差评估[J]. 中国电力, 2023, 56(12): 183-190.
[11]	安春燕, 陆阳, 翟迪, 朱雪琼. 电力智能传感器及传感网安全防护技术[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 67-76.
[12]	易亚文, 赵静朴, 柳灿, 蒋焮焮, 李方玖, 李振兴. 基于改进ED及CM-BPNN算法的保护测量回路误差状态评估方法[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 143-150.
[13]	李永胜, 杨加伦, 郑维刚, 刘彬, 高正旭. 辽宁省特定重现期舞动区域分布图绘制[J]. 中国电力, 2022, 55(8): 129-134.
[14]	胡京, 邓颖, 蒋兴良, 曾蕴睿. 输电线路覆冰垭口微地形的特征提取与识别方法[J]. 中国电力, 2022, 55(8): 135-142.
[15]	马爱清, 王洁, 毕永翔. 500 kV交流线路对并行±800 kV直流线路带电作业人员安全防护的影响[J]. 中国电力, 2022, 55(6): 128-136.

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