本发明属于输电线路状态监测领域，特别涉及一种输电线拉力-倾角集成监测装置、系统及方法。
背景技术：
1、输电导线作为电力系统中的重要组成部分，其运行环境复杂多变，经常受到多种自然因素的严峻考验。特别是当导线承受自身重力时，加之极端天气条件如冬季的覆冰或强风侵袭，导线及其悬挂的绝缘子串会承受巨大的机械应力。在风载荷的持续作用下，或由于档间不均匀覆冰导致的重量分布不均，绝缘子串不仅可能产生沿线路方向的拉伸变形，还可能发生横向的偏移和偏转，进而形成显著的倾角。这些变化不仅影响输电线的正常运行，还可能对电力系统的安全性和稳定性构成严重威胁。
2、因此，实现对绝缘子串所承受的拉力以及其在两个方向(横向和顺线路方向)上倾角的实时监测，成为了确保输电线路健康运行、及时发现并有效应对潜在安全隐患的关键手段。通过实时数据的采集与分析，运维人员能够迅速掌握线路的实际状态，对可能出现的故障进行预判和处置，从而避免更大范围的电力事故和损失。
3、然而，在当前的工程应用中，输电线的拉力和倾角监测装置往往采用独立设计、分别安装的方式，且大多依赖于电子类传感器进行数据采集。这种传统方式虽能在一定程度上满足监测需求，但存在诸多局限性。首先，供电方式多依赖于蓄电池与太阳能的联合供电，这种方式在极端天气或长期运行下可能面临供电可靠性不足的问题，影响监测系统的持续稳定运行。其次，由于输电线路周边通常存在强烈的电磁环境，安装在导线上的传感器元器件必须具备高度的抗电磁干扰能力，这不仅增加了设计难度和成本，也可能对监测数据的准确性产生一定影响。再者，对于位于偏远地区、无公网信号覆盖的监测点而言，数据传输的可靠性和实时性成为了一大难题，限制了监测系统的应用范围和效果。
4、更为严峻的是，采用传统技术方案时，为了实现对输电导线全方位的监测，往往需要在导线上加装大量的传感器。这种做法不仅增加了安装和维护的工作量，使得整个监测系统变得复杂而难以管理，还可能因为过多的传感器引入新的故障点和潜在风险，降低了系统的整体可靠性和稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种输电线拉力-倾角集成监测装置、系统及方法，以解决现有技术容易受到电磁干扰，以及过多的传感器会造成工作量的增加、管理的困难。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种输电线拉力-倾角集成监测装置，包括连接件和基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元；两个连接件分别设置在基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元的两端，基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元用于监测输电线的拉力和倾角。
4、进一步的，基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元包括倾角传感器、拉力传感器、质量块和基座；两个基座平行设置，拉力传感器垂直设置在两个基座之间，拉力传感器周围的基座上设置有两个倾角传感器，质量块设置在倾角传感器上。
5、进一步的，两个倾角传感器在空间上相互垂直。
6、进一步的，倾角传感器为三角形薄片，质量块设置在三角的顶端。
7、进一步的，拉力传感器和倾角传感器为光纤光栅传感器。
8、进一步的，连接件包括连接u型环和端部u型环，连接u型环的一端连接基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元，另一端连接端部u型环，端部u型环连接被测物。
9、输电线拉力-倾角集成监测装置位于塔和绝缘子之间。
10、第二方面，本发明提供一种输电线拉力-倾角集成监测系统，包括所述的输电线拉力-倾角集成监测装置、接续光纤、光纤接头盒；输电线拉力-倾角集成监测装置通过接续光纤连接到光纤接头盒，光纤接头盒用于向外传输信号。
11、进一步的，光纤接头盒通过opgw光缆传输到位于变电站内的解调仪。
12、进一步的，绝缘子采用内部预留光纤通道的复合绝缘子，输电线拉力-倾角集成监测装置与绝缘子引出的光纤熔接。
13、第三方面，本发明提供一种输电线拉力-倾角集成监测方法，包括以下步骤：
14、工作时，由端部u型环连接被测物体，通过连接u型环将力传递至输电线拉力-倾角监测单元中；
15、通过输电线拉力-倾角监测单元的拉力传感器，感应被测物体间的拉力，当倾角发生变化时，质量块压迫三角形薄片变形，光纤光栅的波长漂移，测得倾角的变化；
16、输电线拉力-倾角集成监测装置与经接续光纤进入杆塔上的光纤接头盒，然后通过opgw光缆传输到位于变电站内的解调仪，由解调仪对信号进行解调。
17、与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
18、本发明创新性地采用了先进的光纤光栅传感器技术，这一技术革新彻底颠覆了传统监测手段，通过利用光信号作为信息传输的媒介，不仅有效隔绝了电磁环境的干扰，确保了数据传输的高保真度和高可靠性，还极大提升了监测系统的整体性能。光纤光栅作为核心元件，其独特的物理特性使得传感器能够在极端电磁环境下稳定工作，无需额外的电磁屏蔽措施，从而避免了因电磁干扰导致的数据误差或信号丢失问题。
19、尤为值得一提的是，光纤光栅传感单元实现了无源化设计，即无需现场供电，这一特性彻底解决了长期困扰业界的供电可靠性难题。通过直接利用光纤作为传输通道，将监测数据远程传输至变电站内的解调仪进行处理，不仅简化了系统结构，还极大地降低了维护成本和维护难度。同时，这种设计也符合绿色节能的发展趋势，为电力系统的可持续发展贡献力量。
20、本发明巧妙地将拉力传感器与倾角传感器融为一体，通过单一的光纤光栅传感器同时监测导线的拉力以及两个方向的倾角变化。这种多功能集成的设计思路，不仅减少了设备数量和系统复杂度，还实现了监测数据的同步采集和综合分析，为运维人员提供了更为全面、准确的线路状态信息。此外，光纤光栅传感器本身具有长寿命、低故障率的优点，进一步降低了维护需求和成本，提高了系统的经济性和实用性。
21、整体而言，本发明的输电线拉力-倾角集成监测装置以其独特的技术优势和创新的设计理念，实现了对输电线拉力和倾角的准确、可靠、实时监测。其结构紧凑、安装便捷、维护简便的特点，使得该装置在电力系统的安全稳定运行中发挥了不可替代的作用。通过实时掌握线路状态信息，运维人员能够及时发现并处理潜在的安全隐患，有效预防电力事故的发生，为电力系统的安全、高效运行提供了强有力的技术支持和保障。
1.一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，包括连接件和基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元(10)；两个连接件分别设置在基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元(10)的两端，基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元(10)用于监测输电线的拉力和倾角。
2.根据权利要求1所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元(10)包括倾角传感器(11)、拉力传感器(12)、质量块(13)和基座(14)；两个基座(14)平行设置，拉力传感器(12)垂直设置在两个基座(14)之间，拉力传感器(12)周围的基座(14)上设置有两个倾角传感器(11)，质量块(13)设置在倾角传感器(11)上。
3.根据权利要求2所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，两个倾角传感器(11)在空间上相互垂直。
4.根据权利要求2所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，倾角传感器(11)为三角形薄片，质量块(13)设置在三角的顶端。
5.根据权利要求2所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，拉力传感器(12)和倾角传感器(11)为光纤光栅传感器。
6.根据权利要求1所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，连接件包括连接u型环(9)和端部u型环(8)，连接u型环(9)的一端连接基于光纤光栅的输电线拉力-倾角监测单元(10)，另一端连接端部u型环(8)，端部u型环(8)连接被测物。
7.根据权利要求1所述的一种输电线拉力-倾角集成监测装置，其特征在于，输电线拉力-倾角集成监测装置位于塔和绝缘子之间。
8.一种输电线拉力-倾角集成监测系统，其特征在于，包括基于权利要求1至6任意一项所述的输电线拉力-倾角集成监测装置、接续光纤(4)、光纤接头盒(5)；输电线拉力-倾角集成监测装置通过接续光纤(4)连接到光纤接头盒(5)，光纤接头盒(5)用于向外传输信号。
9.根据权利要求8所述的一种输电线拉力-倾角集成监测系统，其特征在于，光纤接头盒(5)通过opgw光缆(6)传输到位于变电站内的解调仪(7)。
10.一种输电线拉力-倾角集成监测方法，其特征在于，基于权利要求8所述的一种输电线拉力-倾角集成监测系统，包括以下步骤：
