引用本文:

伏丽娜,杨桂松,郭毅,等:基于ZigBee的OPGW短路试验无线温度测试系统[J]. 光通信技术,2019,43(1):42-46.

基于ZigBee的OPGW短路试验无线温度测试系统

伏丽娜1,2,杨桂松1,郭 毅2,于 晶2,陈晓阳2

(1.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093;2.上海电缆研究所有限公司,上海 200093)

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摘要:国内无线技术与光纤复合架空地线(OPGW)短路电流试验相结合的测试技术一直处于研究空白阶段。根据光功率计和双波长稳定光源的合理搭配,组成满足试验要求的光衰减测试系统;基于ZigBee无线测温技术和数据采集系统的有机结合,组成适用于OPGW-24B1-72样品的短路试验测温系统;通过光衰减测试系统与测温系统的组合,建立一种OPGW短路试验无线温度测试系统并进行试验。试验中样品光缆的最高温度约为161℃,光纤永久最大衰减约为0.01dB/fiber。试验结果证明:基于ZigBee的OPGW短路试验无线温度测试系统不仅具有可操作性,而且能大程度缩短准备时间,提高了在大电流试验现场设备和人员的安全系数,并进一步简化了测试现场的线路布局。

关键词:ZigBee;OPGW;短路;无线

中图分类号:TN365  文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)01-0042-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.01.010

0 引言
       光纤复合架空地线(OPGW)是在架空输电线路上使用的集通信光纤和架空地线功能为一体的电力光缆,已在输电线路电力通信网络中得到广泛应用[1]。在工程应用时,OPGW受雷击损坏的情况时有发生,雷击产生的大电流会使OPGW在短路条件下迅速升温,导致光纤涂覆材料裂化从而降低光纤的传输性能和使用寿命,这会直接影响电力部门通信网络的安全稳定运行。
       目前,OPGW短路电流试验技术采用的主要标准有:IEEE 1138[2]标准、IEC 1396标准的CDV文件[3]和机械行业标准JB/T 8999-1999《光纤复合架空地线(OPGW)》[4]等,但短路电流试验的测温技术仍以插拔式热电偶为主。有线插拔式热电偶测温技术虽有测量精准、测量范围宽和抗干扰能力强等优点,但使用不便,通常需要连接温控仪、屏蔽线等设备综合使用,且设备间各种型号需要逐一对应,适应性差。随着移动物联网、嵌入式计算和无线通信等技术的不断发展,将无线技术融入OPGW测试技术已成为未来发展趋势。国内外先后对OPGW运行状态的无线温度监测方法进行了研究,实现了红外诊断测温技术[5,6]、布里渊时域反射法(BOTDR)[7]和布里渊光纤时域分析方法(BOTDA)[7,8]等在线温度监测技术的应用与推广,而短路电流试验在无线测温技术上却始终未有相关研究。为了进一步发展探索我国自主的光缆测试技术,针对插拔式热电偶使用繁琐、布线复杂、配套设备要求高和适应性差的问题,本文探索并尝试“OPGW+ZigBee”组合模式的短路电流试验方法,用ZigBee替代插拔式热电偶,拟建立一个OPGW短路试验无线温度测试系统,实现简化测试现场、减少试验布线、降低配件要求和提高试验工作效率的目的。

4 结束语
       本文提出并实现了基于Zigbee的OPGW短路试验无线温度测试系统,利用自行研制的测试系统,对OPGW-24B1-72光缆样品进行了短路电流测试。试验后该试验结果合理有效,验证了“OPGW+ZigBee”组合模式下短路电流试验方法的可行性,体现了简化测试现场的线路布局及增强设备、人员等在大电流试验现场安全系数的有效性。由于ZigBee测温模块本身具有测量温度的范围上下限,对于大电流试验的测温任务,需要根据被测样品的特性选择合理有效的测温模块,避免出现超量程超范围测量,必要时须调整设备的无线通信架构,但调整时间成本较高,如何增强“OPGW+ZigBee”组合模式下短路电流试验方法的通用性有待进一步研究。