光纤传感器在电力系统中的应用

分析了光纤传感器研究的国内外现状,介绍了光纤布里渊散射温度和应变传感的原理,研究了光纤传感器在我国高压电缆温度和应变测量中的应用情况,以及其在电力系统光缆监测中的应用,探讨了光纤在电功率方面的研究状况。     

温度不敏感光纤光栅大电流传感器

为了实现高压传输电线上电流的测量,设计了一种基于超磁致伸缩材料的温度不敏感光纤光栅大电流传感器。该电流传感器具备温度补偿的特点,避免了超磁致伸缩材料热胀冷缩对传感器的影响,消除了光纤光栅的温度-应变交叉敏感问题,同时增大了光纤光栅的应变,提高了测量精度。实验结果表明,在-10～70°C的温度变化范围内,补偿后光纤光栅的温度系数约为4.38×10-4nm/°C,约为补偿前的1/23。传感器的布拉格波长漂移与电流变化具有较好的线性度,温度变化影响很小。螺线管电流灵敏度为1.9127nm/A,与理论值的相对误差为0.26%。理论与实验结果符合较好,表明该传感器结构是可行的。     

一种拉杆式波纹管的形变监测系统设计

针对常规波纹管形变量监测法精度低及依赖人工读数效率低等问题,设计了一种基于光纤光栅传感技术的波纹管形变在线监测系统,可以实时监测拉杆式波纹管运行状态,并将故障及告警信息通过IEC 61850上传至远端.给出了整体系统架构及总体设计方案,当波纹管在拉杆移动范围内发生形变时通过四个方向的光纤光栅位移传感器进行测量;当超过拉杆移动范围后,增加四个方向的光纤光栅应变传感器进行测量.实验结果表明,该拉杆式波纹管形变监测方法设计合理,传感器可以准确反映位移及应变等数据且可以进行远传,具有较强的工程应用价值.     

光纤布里渊传感器在电力系统光缆监测中的应用探讨

分析了温度和应力给电力系统光缆带来的故障隐患,给出了利用光纤布里渊散射进行温度和应变分布同时测量的原理,并对光纤布里渊传感器的几种主要方案进行了分析比较。针对电力系统光纤通信网的特点及现有光缆监测手段,提出了利用光纤布里渊分布式传感器进行光缆断点、温度和应力同时监测的传感方案,探讨了其在电力系统光纤传输网在线监测中的应用方法及应用前景。     

光纤布里渊传感系统在高压电缆检测中的应用

电力电缆线路运行温度和应变的在线监测是保障电力系统安全与稳定的必要措施。文章介绍了光纤布里渊传感器的测量原理,深入地分析比较了传统传感器与分布式传感器的性能,得出光纤布里渊传感器具有检测和定位精度高、受环境影响小、可长距离分布式测量等优点,并探讨了该技术在高压电缆检测方面的应用方法及应用前景。     

分布式光纤光栅传感器在干式空心电抗器的应用

介绍了一种分布式光纤Bragg光栅传感器(fiber bragg grating,FBG)系统,通过在电抗器各包封层内多点预埋温度和应变传感器来测量包封层内的温度和经温度补偿后的应变拉力。经干式空心电抗器固化温升实验过程中的在线监测,其结果证明了该系统可准确测得干式电抗器包封层内的温度和应变拉力的变化趋势,将为变电站内干式空心电抗器实时监测提供重要的理论依据。     

椭圆芯双模光纤在电压传感器中的应用与研究

文章简要介绍了双模光纤中存在的传输模式,讨论了椭圆芯双模光纤模斑稳定性。建立在光纤中传输模场的基础上,研究了两模间干涉特性和传感特性，指出了远场两瓣光斑的动态变化规律.针对不同的扰动,重点讨论了轴向应变、径向应变和温度变化对模间相位差的影响，分析了基于逆压电效应的双模光纤电压传感器结构和原理,以及信号的获取。     

架空输电线路覆冰监测光纤光栅拉力倾角传感器的研制

输电线路覆冰危害电网安全稳定运行。为解决现有输电线路覆冰在线监测系统需要现场电源,易受电磁干扰,不能分布式测量,使用寿命短等缺点,开发基于光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感技术的输电线路覆冰在线监测系统。基于光纤光栅传感技术,提出一种抗电磁干扰的光纤光栅拉力倾角一体化传感器。在该传感器中,通过设计双闭环U型槽结构形成了高精度抗偏载能力强的拉力传感单元;基于等强度梁易形变的特点研制了高分辨率小型化的倾角传感单元;采用增设不受力光纤光栅的方法解决了温度与应变交叉敏感问题。实验表明,所研制的光纤光栅传感器拉力倾角测量单元线性度高,传感器的灵敏度和分辨率较好,测量误差较小。基于该传感器的监测系统可实现准分布式测量,其测量范围可达100 km。     

基于光纤传感的输电导线温度监测

输电导线温度测量是输电线路融冰过程的重要组成部分,为了解决输电线路温度监测需要现场电源,使用寿命短,容易受电磁干扰等缺点。本文基于光纤传感技术研制了一种光纤光栅温度传感器以及传感器夹具的设计,该传感器采用双金属结构的方法实现温度增敏;根据光纤光栅对温度和应变的敏感特性,采用不受力的封装方式将其封装在外壳内,解决了温度与应变交叉敏感的问题。实验表明,研制的光纤光栅温度传感器灵敏度为9.8 pm/℃,线性度0.79%,分辨率为0.102℃。收集整理云南电网某110kV输电线路的导线温度和环境温度监测数据,实现了对导线的监测。因此,基于光纤传感技术的输电导线温度监测可以用来在线监测导线的温度,为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行。     

光纤光栅应变传感器温度补偿

光纤光栅传感器在应变测量方面有着非常广泛的应用。但在测量过程中受温度和应变两种因素的影响,常会导致测量结果的准确度受到一定程度的影响, 不能很好的满足实际需要。采用BP神经网络算法,通过实验样本训练建立神经网络结构,来降低温度对测量结果误差的影响。通过实验验证,在整个传感器温度测量范围内,使用BP神经网络可以有效的降低由温度引起的最大测量误差,使误差可以控制在一定范围内,对传感器的使用具有重要意义。     

光纤保护接口技术

在全线速动线路主保护配置中纵联光纤保护逐渐占据主导地位,主要讨论了构成纵联光纤保护两端或多端间相互交换保护信息所需接口设备的相关技术,如保护专用光端机技术、复用数字通道技术和同步采样技术等。光纤保护系统的组成主要包括光通信接口设备、光通信系统和光纤保护装置。主要对不同光纤差动保护同步技术和不同光纤保护同步传输技术作了详细比较,认为采样时刻调整法、采样数据修正法是较实用的差动保护同步技术,专用光纤接口、专用SDH系统E1通道接口是应优先采用的光纤保护同步传输技术。     

采用细径G·657A2光纤的小直径48芯OPGW的研制

介绍了光缆的光纤密度和填充密度概念,分析了光缆中光纤松套管内光纤芯数与管内径、光纤外径、光纤允许弯曲半径和光纤余长的关系,根据计算结果,首次在外径为2．5mm的松套钢管内植入48根直径为200μm的G．657A2细径光纤。制成的OPGW外径为12．6mm,成缆后所有光纤在1550nm光波长的衰减均小于0.19dB／km,应力应变和温度循环、与G．652D光纤接续等主要性能均符合相关要求。验证了G．657A2光纤可以与G．652光纤兼容和细径G．657A2在高填充密度光纤OPGW中的应用前景。     

微结构光纤的色散特性及其最新进展

文章介绍了微结构光纤的可控色散特性。首先,通过调整包层空气孔直径和包层空气孔之间的距离,实现微结构光纤零色散位移、极宽波段色散平坦和色散符合的改变;其次,重点对微结构光纤的研究进展情况进行分类评述,总结了国内外在微结构光纤色散特性方面现有的研究成果,并对各类微结构光纤的性能优势以及在未来高速、超高速光纤通信系统中的应用前景进行了研究。     

光纤传感元结构材料对其温度响应的影响研究

光纤传感元的结构形式和材料组成会影响温度作用下光纤的实际变形,从而影响其具体传感特性.理论分析并推导了温度作用下涂覆光纤和套塑光纤实际变形的表达方程式,定义了对应具体光纤结构的等效热膨胀系数.建立了涂覆光纤和套塑光纤的有限元仿真计算模型,具体研究了各层材料间沿轴向和径向的应力和变形分布规律.在此研究基础上分析了涂覆光纤光栅以及干涉型光纤传感器的温度响应公式的具体表达形式,研究结果同样适用于其它各类本征型光纤传感器的温度响应分析.     

光纤量子密钥分配技术在电网中的应用前景

光纤通信以其高速率、大容量等特点在电力系统通信中占有重要地位。随着光纤通信网络窃听技术的发展,光纤通信安全性面临着新的挑战。文章分析了光纤通信网络的脆弱性,介绍了光纤量子密钥分配技术的发展历程,介绍了3种量子密钥分配网络形式,并总结了其优缺点最后提出了基于光纤量子分配技术在电力系统的应用前景及未来的研究方向。     

光纤技术发展及其在电力通信中的应用

光纤技术是实现电力系统通信的有效方式。文章回顾了过去40多年光通信以及光纤技术的发展,总结了光纤的分类和各种光纤产品在电力通信中的应用。除了常规光纤外,随着光通信技术的发展,也出现很多新型光纤,如超低损耗光纤、大有效面积光纤、200μm小外径光纤等。这些光纤在衰减、有效面积、几何尺寸等方面进行了优化,以满足不同场景下的应用。文章详细探讨了这些新型光纤在电力通信中的应用,为国内智能电网的建设提供新的解决方案和新思路。     

单模光纤的标准动态

介绍了单模光纤国际标准和国内标准最新发展动态 ,对单模光纤国内外标准编制过程 ,单模光纤特性要求及其相关问题 ,均作了详细论述 ,对光纤光缆制造和使用有一定的指导作用。     

青藏直流联网工程通信光纤选型分析

在OPGW光通信工程中,光纤的选择十分慎重.文章通过详细阐述光纤选型的意义和常见光纤以及新型超低损耗光纤的结构、特点等,并结合青海-西藏±400 kV直流联网工程配套OPGW光通信工程中的光缆运行环境、中继段长度等因素,在工程中部分采用新型的超低损耗光纤,是国内工程中首次使用超低损耗光纤.     

玄武岩纤维混凝土抗压强度分析与微观表征

采用现场试验、电镜扫描（SEM）及数值模拟相结合的方法来研究玄武岩纤维对混凝土抗压强度的影响机制。通过混凝土抗压试验探究不同龄期下纤维掺量和纤维长度对混凝土抗压强度的影响,及采用电镜扫描对玄武岩纤维混凝土（BFRC）的微观结构进行机理分析。在细观尺度上采用Mori-Tanaka均化算法和连续介质渐进损伤理论建立混凝土损伤力学模型,研究不同纤维掺量和纤维长度的耦合作用对混凝土抗压强度的影响,并将试验和数值模拟结果进行对比与分析,验证其模型的可行性。结果表明：玄武岩纤维的掺入能够改善混凝土的抗压性能,纤维长度为6 mm的效果较佳;通过电镜扫描发现,纤维的“抱团”现象和纤维–界面之间的薄弱层不利于混凝土抗压强度的提升,但纤维的阻裂效应使得混凝土整体结构的抗压强度有所增加;试验与数值模拟结果具有良好的一致性。     

基于光纤以太网的集控站综合自动化系统通信方案

光纤通信目前已成为电力系统通信的主要方式之一 ,光纤和以太网通信技术相结合就形成所谓的光纤以太网。文章主要阐明光纤以太网的技术原理 ,并在此基础上 ,提出光纤以太网集控站综合自动化系统的通信方案 ,作为应用实例进行说明 ,同时给出相关通信协议的选择