光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状,并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理。概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式,并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义。针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足,提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望。     

fiber optic sensing applications in the electric power industry

Fiber optic telecommunications is a well-established discipline which finds applications in all industrial areas for signaling and control. However, fiber optics for intrinsic sensing of fluid levels, gas presence, temperature, pressure, or rotation, is rapidly being applied to the medical, petrochemical, and marine professions. Not to be overlooked are several new fiber optic sensing techniques which are now capable of accurately measuring electric current, voltage levels, and even breaker status. By monitoring such parameters, the power industry can take full advantage of the benefits of fiber optics, especially in high electromagnetic field environments. This paper surveys those techniques and experiences with fiber optic sensing applicable to today's power industry.     

关于遮光式光纤温度传感器探头一致性的研究

探究了一种应用于消防温度探测的光纤温度传感器探头一致性的工艺改良方案。相对于传统温度测量方法,遮光式光纤温度传感器具有更广泛的使用前景,成本低廉、测温结果可靠。经过改良后的光纤温度传感探头制作工艺将显著提高传感探头的一致性,利于遮光式光强度调制型温度传感器的大规模系统组装,使得其应用前景得到了拓展。     

一种用于电力变压器局部放电在线监测的光纤传感器

描述了一种光纤声波传感器系统，这种传感器用于大型电力变压器中局部放电产生声波信号的在线监测。传感器采用融硅的共振腔和在融硅的玻璃管中形成囊状的单膜光纤来形成F—B干涉仪。干涉仪采用低相干性的光采进行干涉。实验结果表明研制的这种光纤声波传感器测量变压器油中传播的声波信号具有比较高的灵敏度和较宽的带宽。     

基于压电陶瓷逆压电效应的电压信号变送原理

提出了一种采用压电陶瓷材料和反射式光纤位移传感器的新型电压信号变送原理,利用压电陶瓷材料的逆压电效应获得被测电压动态位移,再由反射式光纤位移传感器测量逆压电效应所产生的动态位移量,实现电压参量的测量.通过对其线性度、准确度和温度特性的测试,结果表明,基于新型变送原理的电压互感器在实验室环境下的测量准确度可以达到0.1级,温度特性稳定.     

分布式光纤温度传感器原理及其在变电站温度监测中的应用

针对变电站高压电器温度监测现状,通过对分布式光纤温度传感器原理的介绍以及对分布式光纤温度监测系统构成的分析,提出了一种基于分布式光纤温度传感原理的变电站温度在线监测系统的技术构架,并对该系统的可行性做了相应的分析。     

Experience with Fiber Optics in Industrial Applications

Recent fiber optic applications in industry are discussed. Application problems, user and supplier expectations, and industry's acceptance level of fiber optics is reviewed. The problems discussed reflect experience with today's mature fiber optic products. Detailed recommendations are included to help users and suppliers alike in path-forward planning in the use of fiber optics.     

光纤点式液位传感技术的研究现状

光纤液位传感器由于其具有电气隔离、抗电磁干扰、耐腐蚀等特性,适合在易燃易爆的环境下安全工作。光纤传感器一般都是根据光导纤维中的光信号在不同介质中传输特性不同,来对液位进行测量。光纤液位传感器包含连续液位传感器与点式液位传感器,点式液位传感器用于对特定液位点进行指示和报警。本文介绍了基于光的受抑全内反射、菲涅尔反射、光的散射、光纤的弯曲损耗4种原理的光纤点式液位传感器,并分析了每种传感器的结构与工作原理、精度等重要性能及优缺点,最后描述了其发展现状与趋势。     

光纤振动传感器的信号检测电路设计

基于干涉仪的相位调制型光纤传感器具有极高的灵敏度,其中探测微弱光信号的光电信号检测电路起着重要的作用。针对光纤振动传感器系统,分析了PIN光电二极管前放电路和典型跨阻抗PIN-FET的组件电路,为减小前放I/V变换电路中跨阻阻值很大而带来的热噪声,设计了T型电阻网络。利用结构简单、性价比高的PIN光电二极管的前放检测和滤波器电路,对Sagnac干涉仪的输出的光信号进行了检测。实验表明该电路有效地降低了输出光电流噪声的均方值,其性能可靠,完全满足振动传感器的实际应用的测量要求。     

海底光缆的产业发展

介绍了海底光缆,尤其是国际海底光缆的产业发展状况、海底光缆产品的标准、类别和设计要求等。探讨如何发展我国自己的海底光缆,逐步参与国际市场,并赶超国际先进水平。     

光纤电压传感器的温度补偿方法

针对光纤电压传感器存在的温度稳定性问题,分析了多种温度补偿方法。根据实验得到的数据,对比了各方法补偿前后的效果,认为单一的补偿方法难以达到设计要求,提出了集双光路补偿、温控法和软件补偿为一体的综合补偿方法,达到了0．1％的精度。     

对射式螺旋形光纤液位传感器的设计与实现

介绍了一种将对射和螺旋两种结构结合在一起的光纤液位传感器。该传感器以两根侧发光光纤为基础,其中一根作为发射光纤,另一根作为接收光纤,当液面变化引起外部介质折射率发生变化时,发射光纤中光功率的损耗量会发生变化,耦合进入接收光纤的光功率会随之变化,通过检测此变化量即可获知液面高度信息。相对于直接使用两根直侧发光光纤对射的结构而言,螺旋结构的引入会提高光功率相对变化量,从而使其获得更好的性能。实验结果表明,该传感器能够实现液位的连续测量,并具有较好的重复性能。     

混凝土裂缝光纤传感器的试验

光纤传感器在混凝土结构深层裂缝监测方面具有巨大的工程应用价值。本文详细介绍了所研制开发的混凝土裂缝光纤传感器的原理和结构设计。从三点弯曲混凝土梁的加载试验结果看,传感器能很好地感知裂缝的发生和发展,并且在一定的裂缝开度范围内不断裂,从而能适应工程应用的要求。     

A Set of Fiber Optics Experiments

A set of ten experiments designed to introduce undergraduate electrical engineering students to the area of fiber optics is described. The projects include measurement of pertinent parameters of optical fibers, sources, and detectors (the major components of fiber optic systems), the construction of a simple fiber optic communication link, the use of an optical fiber as a sensor of acoustic waves, and the making of a holographic optical element to serve as a fiber coupler. Although the experiments are expressly designed for a project-type laboratory, they are also suitable for other situations such as classroom demonstrations.     

国产200MW汽轮发电机定子绕组端部在线振动监测的试验研究

介绍了光纤传感器、压电式加速度传感器在发电机定子绕组端部的振动幅值测量应用，指出了发电机定子绕组端部在线振动监测装置应用的现实意义。     

Evaluation of methods for discrimination of energized underground power cables

The maintenance and repair of underground cable power networks often requires the discrimination of energized cables among a group of unenergized ones. Presently, an invasive detection method is performed which requires utility personnel to puncture the protective cable shielding, creating a potentially hazardous situation. This paper presents a noninvasive approach for energized cable detection based on the electrically induced acoustic waves inside of the cable. The influence of background electric fields on the performance of this approach is studied. In addition, the use of a fiber optic acoustic sensor would significantly increase the safety of the detection procedure, borrowing on the intrinsic electrically insulating properties of optical fibers (i.e. dielectric, immunity to electromagnetic interference, etc.). Feasibility studies and preliminary experiments were performed using a fiber Fabry-Pérot interferometric acoustic sensor. The performance of the fiber optic sensor is compared with that of a piezoelectric accelerometer. A detailed analysis of the test results is included. Recommendations are given for correct interpretation of test results based on the specifics of a power system and sensor type.     

空芯光纤多模干涉型温度传感器

提出了一种基于空芯光纤中多模干涉效应的光纤温度传感器,传感器由一小段内径为5μm、长度为20 mm空芯光纤两端与单模光纤熔接构成单模-空芯-单模(SMF-HCF-SMF)三段式结构。使用宽带光源照射该传感结构,通过监测传感器的透射光谱,利用传感器的多模干涉特征峰值波长对温度的敏感性实现温度监测。在30℃~80℃范围内行了升温实验,得到了线性良好、灵敏度为24.3 pm/℃的温度传感特性。该传感器结构紧促、制作简便、可靠性高。     

分布式光纤温度传感器在交联聚乙烯绝缘地下电缆故障检测中的应用

分布式光纤温度传感器（ＦＯＤＴｓｅｎｓｏｒ）用于地下电力电缆故障检测,可对阻性接地系统故障进行快速定位。最大可测距离为１０ｋｍ,定位精度为１ｍ,定位时间不超过３０ｓ．     

车载天线稳定平台的光纤陀螺性能评估

"动中通"是现代移动指挥与通信系统的主要特点,通信天线的稳定与指向控制是动中通的重要组成部分,惯性传感器与系统敏感载体的三维姿态变化与位置变化,是实现天线指向控制的关键。光纤陀螺作为一种惯性敏感器,在惯性/组合导航系统应用不断扩展。面向指挥车天线稳定平台应用背景,分析了光纤陀螺的主要指标参数,构建了测试环境对某小型低成本光纤陀螺的性能进行试验评估,从评价结果判断,本陀螺可用于研制接近于导航级精度的指挥车天线稳定平台的惯性组合基准系统。     

高压开关柜在线监测系统中光纤传感器的应用研究

光纤温度传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、小型化、重量轻等特点,它为高压电气设备温度监测研究提供了新思路。以KYN28-12(Z)型开关柜为研究对象,对高压开关柜内部温度和电磁环境进行了分析,论证了光纤温度传感器在高压开关柜温度检测系统中的最佳放置位置和通信传输可行性。