CN110011730B - 基于激光光栅螺丝的adss光缆监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，属于ADSS光缆线路参数测试技术领域，以解决目前方式存在不能及时发现ADSS光缆出现的故障及故障类型和所需人力成本较高的问题。激光光栅螺丝为固定塔用紧固夹具和电力架线塔的螺丝中的一个，且激光光栅螺丝在固定塔用紧固夹具时为水平径向受力，激光光栅解码器、控制装置、第一全球北斗导航卫星***和太阳能供电***设于电力架线塔上部，激光光栅螺丝与激光光栅解码器连，激光光栅解码器和第一全球北斗导航卫星***均与控制装置连，第二全球北斗导航卫星***和服务器设于远程控制室中，第一全球北斗导航卫星***和第二全球北斗导航卫星***通过卫星连，第二全球北斗导航卫星***和服务器连。
Description
技术领域
本发明涉及ADSS光缆线路参数测试技术领域，尤其涉及一种基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***。
背景技术
ADSS光缆金具利用绞丝缠绕，绞丝覆着金刚砂增大摩擦力来拉住ADSS光缆。由于ADSS光缆金具原理制约，ADSS光缆线路存在金具脱落及光缆滑动、缠绕、断裂或弧垂过低等故障。ADSS光缆出现故障后，如果不能及时获知，则会对正常的运行生产造成很大的影响。因此，需要对ADSS光缆进行监控。
目前在对ADSS光缆进行监控时，主要采用两种方式：一种是线路巡线人员定期巡视ADSS光缆线路来发现ADSS光缆的故障。另一种是ADSS光缆线路断裂后，用OTDR(OpticalTime Domain Reflectometer，光时域反射仪)测出距离，结合该线路地理图，大概判断故障位置，该种方式只有巡检人员到达现场进行现场观察，才能了解ADSS光缆线路故障的具体地点和故障类型。然而，这两种方式均不能及时发现ADSS光缆出现的故障及故障类型，且均需要人工去现场进行巡检，人力成本比较高。
发明内容
为解决目前监控ADSS光缆的方式存在不能及时发现ADSS光缆出现的故障及故障类型和所需人力成本比较高的技术问题，本发明提供一种基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其包括激光光栅螺丝、激光光栅解码器、控制装置、第一全球北斗导航卫星***、太阳能供电***、第二全球北斗导航卫星***和服务器，其中：所述激光光栅螺丝为固定塔用紧固夹具和电力架线塔的螺丝中的一个，且激光光栅螺丝在固定塔用紧固夹具时为水平径向受力，激光光栅解码器、控制装置、第一全球北斗导航卫星***和太阳能供电***设置于电力架线塔上部，激光光栅螺丝与激光光栅解码器连接，激光光栅解码器和第一全球北斗导航卫星***均与控制装置连接，第二全球北斗导航卫星***和服务器设置于远程控制室中，第一全球北斗导航卫星***和第二全球北斗导航卫星***通过卫星连接，第二全球北斗导航卫星***和服务器连接，太阳能供电***与激光光栅解码器、控制装置和第一全球北斗导航卫星***均连接；所述激光光栅解码器用于将激光光栅螺丝的张力转换为电信号后发送至控制装置，控制装置对电信号进行编码后定时通过第一全球北斗导航卫星***发送至第二全球北斗导航卫星***，由第二全球北斗导航卫星***将编码后的电信号发送至服务器，服务器根据编码后的电信号确定激光光栅螺丝所张紧的ADSS光缆是否出现故障并确定故障的类型。
可选地，所述激光光栅螺丝包括螺丝本体和激光光栅传感器，螺丝本体的轴向上设置有传感器孔，激光光栅传感器设置于传感器孔中。
可选地，所述服务器为GIS后台管理***。
可选地，所述太阳能供电***包括太阳能帆板、蓄电池和DC-DC转换器，太阳能帆板与蓄电池连接，蓄电池与DC-DC转换器连接，DC-DC转换器与激光光栅解码器、控制装置和第一全球北斗导航卫星***均连接，控制装置还与太阳能帆板连接。
可选地，基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***还包括工作站，所述工作站与服务器连接。
可选地，所述激光光栅螺丝与激光光栅解码器通过铠装软光纤连接。
可选地，所述激光光栅解码器、控制装置和第一全球北斗导航卫星***集成于防水盒中，防水盒设置于电力架线塔上部。
本发明的有益效果是：
通过设置激光光栅螺丝、激光光栅解码器、控制装置、第一全球北斗导航卫星***、太阳能供电***、第二全球北斗导航卫星***和服务器等设备，提供一种能够实时对ADSS光缆进行监控并能及时发现激光光栅螺丝所张紧的ADSS光缆是否出现故障及所出现的故障类型的***，从而确保可以及时采取措施或提前预防ADSS光缆的故障，把事故消灭在萌芽状态。另外通过该***能够减少监控ADSS光缆所需的人力成本。因此，与背景技术相比，本发明具有能够及时发现ADSS光缆出现的故障及故障类型，并能节省监控ADSS光缆所需的人力成本等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的一种电路连接关系示意图。
图3是本发明的另一种电路连接关系示意图。
图4是本发明中激光光栅螺丝与激光光栅解码器通过铠装软光纤连接的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。
如图1和图2所示，本实施例中的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其包括激光光栅螺丝1、激光光栅解码器2、控制装置3、第一全球北斗导航卫星***4、太阳能供电***5、第二全球北斗导航卫星***6和服务器7，其中：所述激光光栅螺丝1为固定塔用紧固夹具8和电力架线塔9的螺丝中的一个，且激光光栅螺丝1在固定塔用紧固夹具8时为水平径向受力，激光光栅解码器2、控制装置3、第一全球北斗导航卫星***4和太阳能供电***5设置于电力架线塔9上部，激光光栅螺丝1与激光光栅解码器2连接，激光光栅解码器2和第一全球北斗导航卫星***4均与控制装置3连接，第二全球北斗导航卫星***6和服务器7设置于远程控制室中，第一全球北斗导航卫星***4和第二全球北斗导航卫星***6通过卫星连接，第二全球北斗导航卫星***6和服务器7连接，太阳能供电***5与激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4均连接并用于为激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4供电；所述激光光栅解码器2用于将激光光栅螺丝1的张力转换为电信号后发送至控制装置3，控制装置3对电信号进行编码后定时通过第一全球北斗导航卫星***4发送至第二全球北斗导航卫星***6，由第二全球北斗导航卫星***6将编码后的电信号发送至服务器7，服务器7根据编码后的电信号确定激光光栅螺丝1所张紧的ADSS光缆10是否出现故障并确定故障的类型。
其中，所述激光光栅螺丝1包括螺丝本体和激光光栅传感器，螺丝本体的轴向上设置有传感器孔，激光光栅传感器设置于传感器孔中。激光光栅传感器用于实时监测螺丝本体上光栅的位移变化，并转换为激光光栅螺丝1张力的变化。
在电力架线塔9一侧固定塔用紧固夹具8和电力架线塔9的螺丝通常有四个，本发明仅需使用激光光栅螺丝1替换四颗中张力最大的一颗螺丝，其余三个螺丝用普通螺丝即可，从而确保对ADSS光缆的张力变动反应最强。另外，图1仅以在电力架线塔9右侧设置上激光光栅螺丝1为例进行了说明，在具体实施时，当需要对电力架线塔9左侧的ADSS光缆进行监控时，也可以使用激光光栅螺丝1替换固定塔用紧固夹具8和电力架线塔9的螺丝中的一个来实现。设置激光光栅螺丝1在固定塔用紧固夹具8时为水平径向受力，确保能根据激光光栅螺丝1采集到的光栅位移的变化来确定ADSS光缆张力的变化。控制装置3为具有一定计算功能的设备，如为嵌入式芯片或单片机等，其对电信号进行编码的目的是将电信号转换为支持第一全球北斗导航卫星***4和第二全球北斗导航卫星***6收发的格式。经第一全球北斗导航卫星***4和第二全球北斗导航卫星***6发送至服务器7的编码后的电信号除包括激光光栅螺丝1的张力信息外，还包括第一全球北斗导航卫星***4所在的电力架线塔9的位置，即激光光栅螺丝1所在的位置。第二全球北斗导航卫星***6与多个电力架线塔9上的第一全球北斗导航卫星***4通信，使得服务器7能够接收来自于各个电力架线塔9上的编码后的电信号。服务器7接收编码后的电信号后，先对编码后的电信号进行解析，得到各个编码后的电信号发送时刻激光光栅螺丝1的张力和电力架线塔9的位置后，根据激光光栅螺丝1的张力确定激光光栅螺丝1所张紧的ADSS光缆10是否出现故障并确定故障类型。另外，服务器7接收编码后的电信号后进行实时存储，不仅便于后续的查询和调阅，也能积累激光光栅螺丝1张力的大数据，便于后续根据编码后的电信号确定ADSS光缆10是否出现故障及故障的类型是什么。
可选地，所述服务器7为GIS后台管理***。由于服务器7接收的编码后的电信号包括激光光栅螺丝1的张力信息和激光光栅螺丝1所在的电力架线塔9的位置，因而，通过GIS后台管理***，可以将该电力架线塔9的位置信息显示在GIS地图上，从而能够直观地确定电力架线塔9的位置，从而便于定位发生故障的ADSS光缆10的位置及周边设备的信息。
可选地，如图3所示，所述太阳能供电***5包括太阳能帆板11、蓄电池12和DC-DC转换器15，太阳能帆板11与蓄电池12连接，蓄电池12与和DC-DC转换器15连接，DC-DC转换器15与激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4均连接，控制装置3还与太阳能帆板11连接。在该种情况下，由控制装置3控制太阳能帆板11向蓄电池12充电的时机及每次充电的时间，由蓄电池12为激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4供电。蓄电池12在向激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4供电时，通过DC-DC转换器15将蓄电池12的电压转换为激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4各自所需的电压。
可选地，基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***还包括工作站13，所述工作站13与服务器7连接。如果服务器7确定某一激光光栅螺丝1所张紧的ADSS光缆10出现故障并确定故障的类型后，服务器7控制工作站13进行报警，以及时提醒工作人员对故障的ADSS光缆10进行抢修等操作。工作站13可以通过声音进行报警，也可以通过发光进行报警，还可以通过声光进行报警等。
可选地，所述激光光栅螺丝1与激光光栅解码器2通过铠装软光纤连接，从而对软光纤起到保护作用，确保激光光栅螺丝1能够将张力信号发送至激光光栅解码器2。
可选地，所述激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4集成于防水盒14中，防水盒14设置于电力架线塔9上部。防水盒14可以避免激光光栅解码器2、控制装置3和第一全球北斗导航卫星***4受雨雪天气的影响，进而能够提高这些设备的使用寿命。
ADSS光缆的故障类型包括滑动、缠绕、断裂、弧垂过低及冬季覆冰等，在不同天气ADSS光缆出现不同类型的故障时其张力情况并不相同。因此，在本实施例中，服务器7会预先搜集不同位置在不同天气状况下ADSS光缆的张力数据及当时ADSS光缆的状态来建立位置、张力大小、天气状况和ADSS光缆状态(包括正常状态和不同类型的故障状态)之间对应关系的分类模型。其中，在建立分类模型时，可以基于目前的一些分类模型训练算法来实现，本实施例对此不作详细阐述。在此基础上，本发明在使用时，激光光栅螺丝1实时将张力反馈至激光光栅解码器2，激光光栅解码器2定时将张力转换为电信号并发送至控制装置3，控制装置3对电信号进行编码后定时(如每隔半小时或一小时等)通过第一全球北斗导航卫星***4发送至第二全球北斗导航卫星***6，由第二全球北斗导航卫星***6将编码后的电信号发送至服务器7后，服务器7获取激光光栅螺丝1所在位置处的天气状况，将张力和天气状况输入预先建立的分类模型中，即可由分类模型输出激光光栅螺丝1所张紧的ADSS光缆10是否出现故障及故障类型。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，包括激光光栅螺丝（1）、激光光栅解码器（2）、控制装置（3）、第一全球北斗导航卫星***（4）、太阳能供电***（5）、第二全球北斗导航卫星***（6）和服务器（7），其中：
所述激光光栅螺丝（1）为固定塔用紧固夹具（8）和电力架线塔（9）的螺丝中的一个，且激光光栅螺丝（1）在固定塔用紧固夹具（8）时为水平径向受力，激光光栅解码器（2）、控制装置（3）、第一全球北斗导航卫星***（4）和太阳能供电***（5）设置于电力架线塔（9）上部，激光光栅螺丝（1）与激光光栅解码器（2）连接，激光光栅解码器（2）和第一全球北斗导航卫星***（4）均与控制装置（3）连接，第二全球北斗导航卫星***（6）和服务器（7）设置于远程控制室中，第一全球北斗导航卫星***（4）和第二全球北斗导航卫星***（6）通过卫星连接，第二全球北斗导航卫星***（6）和服务器（7）连接，太阳能供电***（5）与激光光栅解码器（2）、控制装置（3）和第一全球北斗导航卫星***（4）均连接；所述激光光栅解码器（2）用于将激光光栅螺丝（1）的张力转换为电信号后发送至控制装置（3），控制装置（3）对电信号进行编码后定时通过第一全球北斗导航卫星***（4）发送至第二全球北斗导航卫星***（6），由第二全球北斗导航卫星***（6）将编码后的电信号发送至服务器（7），服务器（7）根据编码后的电信号确定激光光栅螺丝（1）所张紧的ADSS光缆（10）是否出现故障并确定故障的类型，所述电信号包括激光光栅螺丝（1）的张力信息和激光光栅螺丝（1）所在的电力架线塔（9）的位置，所述激光光栅螺丝（1）包括螺丝本体和激光光栅传感器，螺丝本体的轴向上设置有传感器孔，激光光栅传感器设置于传感器孔中。
2.根据权利要求1所述的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，所述服务器（7）为GIS后台管理***。
3.根据权利要求1所述的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，所述太阳能供电***（5）包括太阳能帆板（11）、蓄电池（12）和DC-DC转换器（15），太阳能帆板（11）与蓄电池（12）连接，蓄电池（12）与DC-DC转换器（15）连接，DC-DC转换器（15）与激光光栅解码器（2）、控制装置（3）和第一全球北斗导航卫星***（4）均连接，控制装置（3）还与太阳能帆板（11）连接。
4.根据权利要求1所述的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，还包括工作站（13），所述工作站（13）与服务器（7）连接。
5.根据权利要求1所述的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，所述激光光栅螺丝（1）与激光光栅解码器（2）通过铠装软光纤连接。
6.根据权利要求1所述的基于激光光栅螺丝的ADSS光缆监控***，其特征在于，所述激光光栅解码器（2）、控制装置（3）和第一全球北斗导航卫星***（4）集成于防水盒（14）中，防水盒（14）设置于电力架线塔（9）上部。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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