CN210780795U - 一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：该控制装置包括波分复用器、光开关模块、光开关矩阵和主控制***；波分复用器设置有通信信道、分布式光纤扰动动态测量信道和通信光通道，通信光通道与所述光开关矩阵连接；波分复用器用于将通信信道和分布式光纤扰动动态测量信道复用到一个通信光通道上；光开关模块设置有传感光通道和多个分布式光纤准静态测量信道；传感光通道与所述光开关矩阵连接，光开关模块受所述主控制***的控制，用于对多个分布式光纤准静态测量信道进行光路切换后，接入到传感光通道上；光开关矩阵受所述主控制***的控制，在多根被测电力光缆间进行切换；可广泛适用于电力等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力光缆网，特别是涉及一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置。
背景技术
近年来，电力***也从以载波、微波为主过渡到以光纤为主的通信方式，建设了庞大的电力光纤专用通信网。光纤通信在电力***中发展迅速，已成为调度电话、自动化数据、继电保护、信息网络等各类业务的主用通信方式。在生产实践中，电力***光缆的检测具有长距离甚至超长距离的要求。随着时间推移，早期铺设光缆出现故障的频率也会越来越高，因此对光缆的在线监测和故障检测就显得越来越重要。传统的光缆线路维护管理主要是通过光功率计来实施对光缆的实时监控，辅之以诸如光时域反射(OTDR)一类的测试技术，故障查找困难,排障时间长,无法适应长距离的光缆检测，已经严重滞后于电力光缆的发展，给电网的安全生产造成了安全隐患。或者即便能够检测，也会以牺牲精度为代价。智能电网中使用的光纤传感器网络主要有两类：一类是用于沿线的监测，多采用分布式光纤传感器网络；另一类是用于电网设备的监测，小型电气设备多采用单点传感器，大型电气设备则同样采用分布式光纤传感器网络。在长距离电缆温度监测，多参量数据的同时精确测量等方面国内与国外还有较大的技术差距。更重要的是，已有的电力光缆线路检测***并未将分布式光纤多参量智能配光技术有效地结合，存在故障查找困难、故障响应时间慢、排障时间长等缺点,影响电力通信网的正常工作，给电网的安全生产造成了安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征是：该控制装置包括波分复用器、光开关模块、光开关矩阵和主控制***。
所述波分复用器设置有通信信道、分布式光纤扰动动态测量信道和通信光通道，所述通信光通道与所述光开关矩阵连接；所述波分复用器用于将通信信道和分布式光纤扰动动态测量信道复用到一个通信光通道上。
所述光开关模块设置有传感光通道和多个分布式光纤准静态测量信道；所述传感光通道与所述光开关矩阵连接，所述光开关模块受所述主控制***的控制，用于对多个分布式光纤准静态测量信道进行光路切换后，接入到传感光通道上。
所述光开关矩阵受所述主控制***的控制，用于在多根被测电力光缆间进行切换。
所述主控制***用于控制光开关矩阵选择被测的电力光缆和控制所述光开关模块选择接入分布式光纤准静态测量信道。
根据本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置的优选方案，所述光开关模块为四选一开关，对四种不同的分布式光纤准静态测量信道进行光路切换；所述光开关模块通过分布式光纤准静态测量信道分别接入现行的光纤拉曼分布式测温***、光纤布里渊分布式温度应力监测***、光纤损伤时域反射仪和光纤扰动时域反射仪。
根据本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置的优选方案，所述光开关矩阵为2×8矩阵，用于在八根被测电力光缆之间的切换。
根据本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置的优选方案，所述波分复用器通过分布式光纤振动动态测量信道连接基于相位敏感光时域反射仪。
根据本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置的优选方案，所述主控制***还分别对光纤拉曼分布式测温***、光纤布里渊分布式温度、应力监测***、光纤损伤时域反射仪、光纤扰动时域反射仪和基于相位敏感光时域反射仪进行控制，并读取光纤拉曼分布式测温***、光纤布里渊分布式温度、应力监测***、光纤损伤时域反射仪、光纤扰动时域反射仪和基于相位敏感光时域反射仪的数据，进行处理后输出。
本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置的有益效果是：本实用新型所提供的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，可灵活接入多种分布式光纤传感***，并提供多参量电力光缆网量测的智能光控原型***，将突破传统的光缆线路维护管理模式，通缩短故障处理的时间，降低由光缆线路故障引起的经济损失，弥补现有***的不足，对保障电力通信光缆网络的安全可靠运行具有积极的意义；本实用新型具有成本低、性能稳定、通用性好等特点，可广泛应用在电力等领域。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置电路原理示意图。
图2是光开关模块2的电路图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
参见图1至图2，一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，包括波分复用器1、光开关模块2、光开关矩阵3和主控制***4。
所述波分复用器1设置有1.55μm的通信信道、1.31μm的分布式光纤扰动动态测量信道和通信光通道，所述通信光通道与所述光开关矩阵3连接；所述波分复用器1用于将通信信道和分布式光纤扰动动态测量信道复用到通信光通道上；所述波分复用器1通过分布式光纤扰动动态测量信道连接基于相位敏感光时域反射仪15。通信信道、分布式光纤扰动动态测量信道和通信光通道均为光纤，用于传输通信信号。
所述光开关模块2设置有传感光通道和多个分布式光纤准静态测量信道；所述传感光通道与所述光开关矩阵3连接，所述光开关模块2受所述主控制***4的控制，用于对多个分布式光纤准静态测量信道进行光路切换后，接入到传感光通道上。
所述光开关矩阵3受所述主控制***4的控制，用于在多根被测电力光缆间进行切换。
所述主控制***4用于控制光开关矩阵3选择被测的电力光缆和控制所述光开关模块2选择接入到分布式光纤准静态测量信道。
在具体实施例中，所述光开关模块2为四选一开关，对四种不同的分布式光纤准静态测量信道进行光路切换，接入到传感光通道上；所述光开关模块2通过分布式光纤准静态测量信道可分别接入现行的光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13和光纤扰动时域反射仪14。
所述光开关矩阵3为2×8矩阵，用于在八根被测电力光缆之间的切换。
所述波分复用器1的通信信道和分布式光纤扰动动态测量信道的波长分别为1.31μm和1.55μm波长；所述波分复用器1通过分布式光纤振动动态测量信道连接基于相位敏感光时域反射仪15。
所述主控制***4还分别对光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13、光纤扰动时域反射仪14和基于相位敏感光时域反射仪15进行启动、关闭的控制以及设备各种主要测试参数的设置，并读取光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13、光纤扰动时域反射仪14和基于相位敏感光时域反射仪15的数据，进行处理后输出。
光纤拉曼分布式测温***11用于对被测电力光缆的温度进行测量，光纤布里渊分布式温度、应力监测***12用于对被测电力光缆的温度和压力进行测量，光纤损伤时域反射仪13用于对被测电力光缆的静态光纤损伤参数进行测量，光纤扰动时域反射仪14用于对被测电力光缆的光纤准静态扰动参数进行测量，基于相位敏感光时域反射仪15用于对被测电力光缆的动态参数，如光纤的振动、声波等进行测量。
本实用新型的工作原理为：主控制***4完成信道的选通控制及设置之后，选通的信道对应连接的光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13或光纤扰动时域反射仪14的内部的脉冲光源发出的脉冲激光通过光纤传输到光开关模块2，通过光开关模块2选通之后进入传感光通道，传感光通道也为光纤，再通过光开关矩阵3选通之后进入到其中的某一个待测电力光缆。脉冲光在待测电力光缆内部的传输过程中受到光纤固有的散射效应，其中背向散射光沿着电力光缆反向传回到光开关矩阵3、光开关模块2，再沿路返回到对应设备：光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13或光纤扰动时域反射仪14；对应设备进行光信号的采集和处理。同样的，基于相位敏感光时域反射仪15内部的脉冲光源发出的脉冲激光通过光纤传输到波分复用器1，通过波分复用器1选通之后进入由光纤构成的通信光通道，再通过光开关矩阵3选通之后进入到其中的某一个待测电力光缆，脉冲光在待测电力光缆内部的传输过程中受到光纤固有的散射效应，其中背向散射光沿着电力光缆反向传回到光开关矩阵3、光开关模块2，再沿路返回到基于相位敏感光时域反射仪15进行光信号的采集和处理。主控制***4读取光纤拉曼分布式测温***11、光纤布里渊分布式温度、应力监测***12、光纤损伤时域反射仪13、光纤扰动时域反射仪14和基于相位敏感光时域反射仪15的数据，进行处理后输出。
参见图2，光开关模块2由单片机MCU80C51微控器、ULN2003A步进电机驱动器、四个光电开关、按键，以及通信接口等元件构成。
光开关模块2的工作原理为：在单片机U1控制下，由步进电机移动入射光纤与四个出射光纤的相对位置实现光路切换。每个出射光纤端面处配有耦合透镜和光电开关。光路切换时，步进电机移动入射光纤至某出射光纤的光路耦合点。此时，对应的光电开关将瞬间断开，单片机U1监测该中断信号并控制步进电机停止移动，完成切换过程。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：该控制装置包括波分复用器(1)、光开关模块(2)、光开关矩阵(3)和主控制***(4)；
所述波分复用器(1)设置有通信信道、分布式光纤扰动动态测量信道和通信光通道，所述通信光通道与所述光开关矩阵(3)连接；所述波分复用器(1)用于将通信信道和分布式光纤扰动动态测量信道复用到通信光通道上；
所述光开关模块(2)设置有传感光通道和多个分布式光纤准静态测量信道；所述传感光通道与所述光开关矩阵(3)连接，所述光开关模块(2)受所述主控制***(4)的控制，用于对多个分布式光纤准静态测量信道进行光路切换后，接入到传感光通道上；
所述光开关矩阵(3)受所述主控制***(4)的控制，用于在多根被测电力光缆间进行切换；
所述主控制***(4)用于控制光开关矩阵(3)选择被测的电力光缆和控制所述光开关模块(2)选择接入到分布式光纤准静态测量信道。
2.根据权利要求1所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：所述光开关模块(2)为四选一开关，对四种不同的分布式光纤准静态测量信道进行光路切换；所述光开关模块(2)通过分布式光纤准静态测量信道分别接入现行的光纤拉曼分布式测温***、光纤布里渊分布式温度应力监测***、光纤损伤时域反射仪和光纤扰动时域反射仪。
3.根据权利要求1所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：所述光开关矩阵(3)为2×8矩阵，用于在八根被测电力光缆之间进行切换。
4.根据权利要求1所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：所述波分复用器(1)通过分布式光纤振动动态测量信道连接基于相位敏感光时域反射仪(15)。
5.根据权利要求2所述的一种电力光缆网的分布式光纤多参量测量配光控制装置，其特征在于：所述主控制***(4)还分别对光纤拉曼分布式测温***(11)、光纤布里渊分布式温度、应力监测***(12)、光纤损伤时域反射仪(13)、光纤扰动时域反射仪(14)和基于相位敏感光时域反射仪(15)进行控制，并读取光纤拉曼分布式测温***(11)、光纤布里渊分布式温度、应力监测***(12)、光纤损伤时域反射仪(13)、光纤扰动时域反射仪(14)和基于相位敏感光时域反射仪(15)的数据，进行处理后输出。
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|---|---|---|---|---|
| CN112964301A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-15 | 广东电网有限责任公司 | 电力管道的监测方法、装置、***、设备及存储介质 |
| CN116112073A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-12 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电力通信光缆的参数采集传输方法和装置 |
| CN116560006A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-08-08 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种光纤远程自动切换装置、方法和设备 |
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