CN212779278U - 一种光缆状态监控*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种提供一种光缆状态监控***，包括数据中心及多个光缆状态监测子网***，所述数据中心包括在线监测平台和GIS展示平台；所述光缆监测子网***包含变电站机房模块及输电线路模块，其中，所述变电站机房模块包括分布式光纤传感器、解调仪、数据处理PC和路由器，所述输电线路模块包括点式光纤光栅(FBG)传感器，所述光缆状态监测子网***用于传感器的控制及传感器检测数据的采集、处理及分析。GIS平台以地理信息图的方式展示光缆、站点、杆塔等位置信息。并可以根据故障点经纬度实时准确的反映当前光缆上的故障点位置，并对光缆的运行预警信息及时显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光缆状态监控***，具体涉及一种基于光纤传感与GIS技术的光缆状态综合在线监控***,属于光纤传感状态监控***技术领域。
背景技术
随着全球资源环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，建设更加安全、可靠、环保、经济的电力***成为全球电力行业的共同目标。我国幅员辽阔，电力通信光缆网络遍布广泛，到“十二五”末，国家电网公司通信光缆达到129.53万公里，其中22条特高压光缆长度达40.264万公里。在“十三五”期间，国家电网公司骨干传输网建设光缆35.66万公里，10kV通信接入网建设光缆28.34万公里。光缆运维线路长，运维难度更大，按500kV跨区输电线路和大跨越杆塔状态监测覆盖率50％计算，需要监测的线路也将20万公里，但现阶段光缆状态监测由过去的人工线路巡视发展到如今电子监测***的普及，光缆状态监测技术虽然有了极大的发展，但还是面临着严峻的挑战。目前，光缆状态在线监测***主要是由各类电子式传感器组建而成的，因此搭建监测***时必须要安装额外的电源并铺设电源管道，这虽然能保证稳定供电，但无疑限制了监测***的使用环境。这些传统的电子式传感器都是有源器件，在高压输电线路这种复杂的电磁环境中极易受到干扰，使监测数据的远程传输和数据准确性难以得到保障。所以目前的电子式光缆状态监测***难以满足对地理条件和气候环境恶劣的野外输电线路状态的实时监测要求，存在可靠性低、安装复杂、维护困难、成本高等一系列问题。为此，针对我国幅员辽阔、运维难度大的现状建立一套光缆智能分析、监测、保护、管理***十分必要。
实用新型内容
为解决现有技术存在上述的问题及不足，本实用新型提供了一种无源的、可靠的、长距离的、高精度的光缆状态综合在线监控***。通过将光纤传感技术与GIS技术相结合，用于在线监控光缆的状态，并同时将光缆的状态及异常位置实时的显示在监控***中。从而实现光纤状态监测高效化，光缆异常信息定位准确化。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
提供一种光缆状态监控***，包括数据中心及多个光缆状态监测子网***，其特征在于：所述数据中心包括在线监测平台和GIS展示平台，用于对分布在各个地市的多个所述光缆检测子网***进行集中管理及结果展示；所述光缆监测子网***包含变电站机房模块及输电线路模块，其中，所述变电站机房模块包括分布式光纤传感器、解调仪、数据处理PC和路由器，所述输电线路模块包括点式光纤光栅(FBG)传感器，所述光缆状态监测子网***用于传感器的控制及传感器检测数据的采集、处理及分析。
优选地，所述光缆状态监控***基于光纤传感与GIS技术的光缆状态综合在线监控***。
优选地，通过光纤复合架空地线(OPGW)光缆，将光缆上点式光纤光栅(FBG)传感器监测到的光信息传输至变电站解调仪；变电站解调仪及变电站分布式光纤传感器通过串口通信将监测源信息发送给数据处理PC，数据处理PC对监测源信息进行计算及处理；变电站的数据处理PC将处理后的相应监测结果，以TCP/IP形式经由以太网口，通过国网内部安全网关，利用电力通信信道，汇入数据中心，数据中心可对分布在各个地市的多个光缆监测子网络进行集中管理及结果展示。
优选地，所述GIS展示平台包括全网态势呈现GIS模块、添加维护线路及杆塔信息模块、告警确认及处置模块和目标值数据查看模块。
优选地，所述点式光纤光栅(FBG)传感器安装在输电线路杆塔上，当其中所述点式光纤光栅(FBG)传感器出现故障时，故障点的经纬度直接取该点式光纤光栅(FBG)传感器所在杆塔的经纬度。
优选地，所述分布式光纤传感器安装在变电站机房中，且分布式传感器可以测得故障点与传感器光纤头的距离，通过变电站机房的经纬度及光缆线路GIS图，计算出故障点的经纬度。
优选地，所述在线监测平台包括基础数据管理、实时数据管理、告警管理和***管理模块；用户通过电力通信网登录到线监测平台，在线监测平台通过列表及图表的形式将用户所需的监测信息展示在图形页面中；用户在线缆监测平台中可对光缆线路、传感器线路资源及测量模式进行配置。
优选地，所述基础数据管理模块包括线路管理模块、杆塔管理模块和传感器管理模块。
优选地，所述实时数据管理模块包括目标值数据呈现模块、目标值数据导出模块和目标值历史数据模块。
优选地，所述告警管理模块包包括告警门限管理模块、告警数据查询模块和告警数据统计模块。
优选地，所述***管理模块主要包括用户管理模块、单位管理模块和角色管理模块。
本实用新型实施例的上述方案与现有技术相比，其突出的实质性特点在于将点式光纤传感器、分布式光纤传感器与GIS***相结合。(1)可以直接对监测出的光缆状态异常点进行定位。位于光缆线路上的点式光纤传感装置可以实现对温度、湿度、风速、风向、雨量、覆冰等参量的长距离多点在线监测。
(2)位于变电站机房内的分布式式光纤传感装置可以实现对输电线路光纤衰减、温度、应变、振动、湿度、风速、风向、雨量等多参量的分布式精确在线监测。将这两种传感器相结合，能够提高监测数据的范围、精度。
(3)将点式传感器与分布式传感器监测到的数据通过串口发送到变电站内的数据处理PC中，数据处理PC通过对监测数据进行计算、分析和处理，可得出光缆线路的雷击定位、覆冰预警、故障识别及故障预警等结果信息。工作人员可在故障发生前或故障发生的第一时间了解故障发生的具体信息，如故障发生类型，故障的具***置等。能够极大地减少因电缆故障，或因电缆状态异常导致的损失。
(4)将变电站数据处理PC得到的光缆参量监测结果通过电力通信网发送到数据中心，在线监测平台对故障及状态异常的点进行经纬度计算，并将监测信息及经纬度计算结果存入数据库中。由于点式传感器安装在输电线路杆塔上，所以对于点式传感器的经纬度可以直接取其所在杆塔的经纬度。由于分布式传感器安装在变电站机房中，且分布式传感器可以测得故障点与传感器光纤头的距离，通过变电站机房的经纬度，及光缆线路GIS图，可计算出故障点的经纬度。当用户通过电力通信网登录到线监测软件平台时，软件平台通过列表及图表的形式将用户所需的监测信息展示在图形页面中；同时，在软件平台中也可对光缆线路，传感器等线路资源及测量模式进行配置。能够实现电缆的自动化、实时化、可视化监测，大大降低了工作人员的巡检难度。当用户登录到GIS展示平台时，GIS平台以地理信息图的方式展示光缆、站点、杆塔等位置信息。并可以根据故障点经纬度实时准确的反映当前光缆上的故障点位置，并对光缆的运行预警信息及时显示。能够方便工作人员进行故障的排查及故障的定位和检修。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来将，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型具体实施方式提供的所述光缆状态监控***的结构示意图。
图2为本实用新型具体实施方式提供的所述线监测平台模块的结构示意图。
图3为本实用新型具体实施方式提供的所述GIS展示平台模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例1
本实用新型提出了一种光缆状态监控***，所述光缆状态监控***基于光纤传感与GIS技术的光缆状态综合在线监控***，如图1所示，所述光缆状态监控***数据中心模块及光缆监测子网***模块。
其中，所述数据中心模块包含在线监测平台及GIS展示平台，向上可接入国网SG-TMS或配网SCADA。
所述数据中心包括在线监测平台和GIS展示平台，用于对分布在各个地市的多个所述光缆检测子网***进行集中管理及结果展示；所述光缆监测子网***包含变电站机房模块及输电线路模块，其中，所述变电站机房模块包括分布式光纤传感器、解调仪、数据处理PC和路由器，所述输电线路模块包括点式光纤光栅(FBG)传感器，所述光缆状态监测子网***用于传感器的控制及传感器检测数据的采集、处理及分析。
优选地，通过光纤复合架空地线(OPGW)光缆，将光缆上点式光纤光栅(FBG)传感器监测到的光信息传输至变电站解调仪；变电站解调仪及变电站分布式光纤传感器通过串口通信将监测源信息发送给数据处理PC，数据处理PC对监测源信息进行计算及处理；变电站的数据处理PC将处理后的相应监测结果，以TCP/IP形式经由以太网口，通过国网内部安全网关，利用电力通信信道，汇入数据中心，数据中心可对分布在各个地市的多个光缆监测子网络进行集中管理及结果展示。
实施例2
在上述实施例1的基础上，如图2所示，所述在线监测平台包括基础数据管理模块、实时数据管理模块、告警管理模块和***管理模块。所述基础数据管理模块主要包括：线路管理模块、杆塔管理模块和传感器管理模块。所述实时数据管理模块主要包括：目标值数据呈现模块、目标值数据导出模块、目标值历史数据模块。所述告警管理模块主要包括：告警门限管理模块、告警数据查询模块和告警数据统计模块。所述***管理模块主要包含：用户管理模块、单位管理模块、角色管理模块。
用户通过电力通信网登录到线监测平台，在线监测平台通过列表及图表的形式将用户所需的监测信息展示在图形页面中；用户在线缆监测平台中可对光缆线路、传感器线路资源及测量模式进行配置。能够实现电缆的自动化、实时化、可视化监测，大大降低了工作人员的巡检难度。
实施例3
在上述实施例1和/或2的基础上，如图3所示，所述GIS展示平台包括全网态势呈现GIS模块、添加维护线路及杆塔信息模块、告警确认及处置模块、目标值数据查看模块四部分。
当用户登录到GIS展示平台时，GIS平台以地理信息图的方式展示光缆、站点、杆塔等位置信息。
所述光缆监测子网***模块包含变电站机房模块及输电线路模块。所述变电站机房模块包含分布式传感器、解调仪、数据处理PC和路由器。所述输电线路模块包含点式光纤光栅(FBG)传感器。
通过光纤复合架空地线(OPGW)光缆，将光缆上FBG传感器监测到的光信息传输至变电站解调仪；变电站解调仪及变电站分布式光纤传感器通过串口通信将监测源信息发送给数据处理PC，数据处理PC对监测源信息进行计算及处理。变电站的数据处理PC将处理后的相应监测结果，以TCP/IP形式经由以太网口，通过国网内部安全网关，利用电力通信信道，汇入数据中心，数据中心可对分布在各个地市的光缆监测子网络进行集中管理及结果展示。
所述点式光纤光栅(FBG)传感器安装在输电线路杆塔上，当其中所述点式光纤光栅(FBG)传感器出现故障时，故障点的经纬度直接取该点式光纤光栅(FBG)传感器所在杆塔的经纬度。
所述分布式光纤传感器安装在变电站机房中，且分布式传感器可以测得故障点与传感器光纤头的距离，通过变电站机房的经纬度及光缆线路GIS图，计算出故障点的经纬度。
当用户登录到GIS展示平台时，可以根据故障点经纬度实时准确的反映当前光缆上的故障点位置，并对光缆的运行预警信息及时显示。能够方便工作人员进行故障的排查及故障的定位和检修。
本实用新型通过上述实施例提供了一种基于光纤传感技术与GIS技术的光缆状态综合在线监控***，包括数据中心及光缆监测子网***组成。
所述数据中心由在线监测平台，GIS展示平台组成，是整个***的控制与展示的中心，用于对分布在各个地市的光缆监测子网***进行集中管理及结果展示。用户通过操作终端连接到数据中心后，可登录***执行在线监测控制；也可通过GIS、拓扑等可视化图型操作界面，呈现***告警、数据、报表等信息；并进行资源配置、查看光缆状态等相关操作。
所述的光缆状态监测子网***由变电站的数据处理PC、解调仪、分布式光纤传感器、路由器和输电线上监测点的点式光纤传感装置组成，用于传感器的控制及传感器监测数据的采集、处理及分析。
与现有技术最大的不同点在于将点式光纤传感器、分布式光纤传感器与GIS***相结合。
还可以直接对监测出的光缆状态异常点进行定位。
位于光缆线路上的点式光纤传感装置可以实现对温度、湿度、风速、风向、雨量、覆冰等参量的长距离多点在线监测。位于变电站机房内的分布式式光纤传感装置可以实现对输电线路光纤衰减、温度、应变、振动、湿度、风速、风向、雨量等多参量的分布式精确在线监测。将这两种传感器相结合，能够提高监测数据的范围、精度。
将点式传感器与分布式传感器监测到的数据通过串口发送到变电站内的数据处理PC中，数据处理PC通过对监测数据进行计算、分析和处理，可得出光缆线路的雷击定位、覆冰预警、故障识别及故障预警等结果信息。工作人员可在故障发生前或故障发生的第一时间了解故障发生的具体信息，如故障发生类型，故障的具***置等。能够极大地减少因电缆故障，或因电缆状态异常导致的损失。
将变电站数据处理PC得到的光缆参量监测结果通过电力通信网发送到数据中心，在线监测平台对故障及状态异常的点进行经纬度计算，并将监测信息及经纬度计算结果存入数据库中。由于点式传感器安装在输电线路杆塔上，所以对于点式传感器的经纬度可以直接取其所在杆塔的经纬度。由于分布式传感器安装在变电站机房中，且分布式传感器可以测得故障点与传感器光纤头的距离，通过变电站机房的经纬度，及光缆线路GIS图，可计算出故障点的经纬度。当用户通过电力通信网登录到线监测软件平台时，软件平台通过列表及图表的形式将用户所需的监测信息展示在图形页面中；同时，在软件平台中也可对光缆线路，传感器等线路资源及测量模式进行配置。能够实现电缆的自动化、实时化、可视化监测，大大降低了工作人员的巡检难度。当用户登录到GIS展示平台时，GIS平台以地理信息图的方式展示光缆、站点、杆塔等位置信息。并可以根据故障点经纬度实时准确的反映当前光缆上的故障点位置，并对光缆的运行预警信息及时显示。能够方便工作人员进行故障的排查及故障的定位和检修。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光缆状态监控***，包括数据中心及多个光缆状态监测子网***，其特征在于：所述数据中心包括在线监测平台和GIS展示平台，用于对分布在各个地市的多个光缆检测子网***进行集中管理及结果展示；所述光缆监测子网***包含变电站机房模块及输电线路模块，其中，所述变电站机房模块包括分布式光纤传感器、解调仪、数据处理PC和路由器，所述输电线路模块包括点式光纤光栅(FBG)传感器，所述光缆状态监测子网***用于传感器的控制及传感器检测数据的采集、处理及分析。
2.如权利要求1所述的光缆状态监控***，其特征在于：通过光纤复合架空地线(OPGW)光缆，将光缆上点式光纤光栅(FBG)传感器监测到的光信息传输至变电站解调仪；变电站解调仪及变电站分布式光纤传感器通过串口通信将监测源信息发送给数据处理PC，数据处理PC对监测源信息进行计算及处理；变电站的数据处理PC将处理后的相应监测结果，以TCP/IP形式经由以太网口，通过国网内部安全网关，利用电力通信信道，汇入数据中心，数据中心可对分布在各个地市的多个光缆监测子网络进行集中管理及结果展示。
3.如权利要求2所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述GIS展示平台包括全网态势呈现GIS模块、添加维护线路及杆塔信息模块、告警确认及处置模块和目标值数据查看模块。
4.如权利要求1-2任一项所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述点式光纤光栅(FBG)传感器安装在输电线路杆塔上，当其中所述点式光纤光栅(FBG)传感器出现故障时，故障点的经纬度直接取该点式光纤光栅(FBG)传感器所在杆塔的经纬度。
5.如权利要求1-2任一项所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述分布式光纤传感器安装在变电站机房中，且分布式传感器可以测得故障点与传感器光纤头的距离，通过变电站机房的经纬度及光缆线路GIS图，计算出故障点的经纬度。
6.如权利要求1-2任一项所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述在线监测平台包括基础数据管理、实时数据管理、告警管理和***管理模块；用户通过电力通信网登录到线监测平台，在线监测平台通过列表及图表的形式将用户所需的监测信息展示在图形页面中；用户在线缆监测平台中可对光缆线路、传感器线路资源及测量模式进行配置。
7.如权利要求6所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述基础数据管理模块包括线路管理模块、杆塔管理模块和传感器管理模块。
8.如权利要求6所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述实时数据管理模块包括目标值数据呈现模块、目标值数据导出模块和目标值历史数据模块。
9.如权利要求6所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述告警管理模块包包括告警门限管理模块、告警数据查询模块和告警数据统计模块。
10.如权利要求6所述的光缆状态监控***，其特征在于：所述***管理模块主要包括用户管理模块、单位管理模块和角色管理模块。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |