城市电网高压电缆光纤传感在线监测技术比对试验研究

文中建立了用于高压电缆的温度在线监测的光纤传感系统,针对电缆不同部分的测量需求,采用不同的光纤传感原理分别进行了温度测量。通过模拟电缆隧道进行了有针对性的试验,试验结果表明,布里渊温度测量系统的精度可达2℃,布里渊散射频率与温度变化呈严格的线性关系;拉曼温度测量系统的精度可达0.5℃;拉曼温度测量系统适用于通过监测热点温升电缆局部缺陷;布里渊温度测量系统适用于电缆全段的温度测量,实现动态载流量;点式光纤光栅温度测量需要注意消除电缆温度变化导致形变的干扰。     

220 kV电缆分布式光纤测温系统运行情况分析

文章以北京地区220 kV八长、长莲电缆分布式光纤测温系统为例,介绍了电缆分布式光纤测温系统的基本情况;介绍了对测温系统温度精度、温度变化灵敏度、温度异常报警响应速度进行校核试验的方法,并对校核结果进行了分析;将测温系统测量的温度曲线与隧道内的实际情况进行了比对,发现了很多有规律的现象;同时对系统运行需要关注的几个问题进行了阐述.经过综合分析,得出了220 kV八长、长莲电缆分布式光纤测温系统温度精度均小于1℃,能准确发现限制电缆载流量的瓶颈点的温度和位置信息,实现提高电缆运营能力功能,能实现电力隧道温度异常报警功能,是一套有重要实用价值的高压电缆运行状态监测系统.     

高压电缆热机械效应监测系统的研制

为研究高压电缆运行过程中受热产生的位移和形变,在不影响其正常运行的前提下,提出了一套针对电缆温度、位移和应变的监测方案。在此基础上,完成了监测系统的装置部分以及配套应用程序的研制。经过现场试运行和试验测量,得到了电缆表面温度和幅向位移随时间的变化曲线,以及电缆水平弯曲段各位置应变大小关系,验证了监测系统的有效性,表明该系统的设计原理和监测效果能够满足高压电缆热机械效应监测的需求。     

电力电缆表面温度监控和实时载流量计算系统

采用分布式光纤测温技术研究开发了高压电力电缆表面温度监控和实时载流量计算系统.介绍了该系统的主要原理、系统的结构和特点,以及介绍了厦门电业局国内首次在电缆线路运行监测中成功应用的情况.通过分析一次报警实例,说明分布式光纤测温系统具有高测量可靠性、高反应灵敏性等特点.     

基于地下电缆表面温度的土壤热参数评估及载流量预测

为了使高压电力电缆能够经济可靠地运行,许多电力部门都安装了分布式光纤测温系统（DTS）,通过测量其表面温度来监测电缆的运行状态.先进的DTS系统要完全发挥其功能,就要解决两个方面的问题.一是由DTS所测量的电缆表面温度推算出缆芯的温度值;二是需要预测在紧急情况下电缆所能承受的最大负荷.提出了解决以上两个问题的方案,其基本原理是基于将热场的计算值与测量值进行匹配,进而估算周围土壤的热参数.该方案利用有限元法（FEM）和基于DFP的梯度优化方法,通过计算结果和试验结果对比发现预测值与实测值具有很好的一致性.验证了所提出技术方案的有效性,为载流量动态评估提供基础参数.     

地下电缆表面温度监测系统的分析

作为一种重要的电能传输介质,地下电缆线路深埋地下,具有可靠性高,供电安全的优点,但同时也因其局部温度过高从而容易引发火灾事故,因此,实时监测地下电缆温度具有重要的意义。本文基于分布式光纤传感器的原理,改进了光纤温度传感系统温度信号的解调方法,提出了地下电缆表面温度监测系统的优化结构。     

基于分布式光纤的电缆温度在线监测系统设计

分布式光纤测温技术中的光纤本身既是温度传感器又是温度的传输媒介的特性,特别适用于电力系统的高压电缆等高压电气设备温度的在线监测。介绍了一种分布式光纤温度在线监测系统的设计方法,系统包括测温光纤、光电监测及信号处理电路部分和主机等硬件设施,通过在线监测软件实现了对电缆局部温度过热的监测、定温报警、温升报警和特性曲线的显示等功能,达到了对高压电缆等高压电气设备的实时在线监测的目的。     

分布式光纤测温系统应用的可行性

阐述了分布式光纤测温监控系统光纤测温的机理、电流采集方式、动态载流量技术和仿真计算模型,分析了电缆在线温度监测系统的结构、特点和通信规约方式.实践证明,光纤光栅温度在线监测系统测温数据可靠,适用于电力电缆表面温度监测和载流量分析、电缆隧道和夹层的火情监控、故障点的检测和火灾报警等.     

高压电缆分布式光纤测温装置性能评估方法研究

针对高压电缆分布式光纤测温装置无法系统化开展仪器校验与性能评估的问题,提出了一种分布式光纤测温装置性能评估方法.基于该方法,研究开发了一套基于自动化温度控制与采集的智能校验平台,利用可编程序的循环恒温水浴搭建了分布式光纤测温装置校验环境,同时对系统的温度测量准确度、空间分辨率、温度分辨率和定位准确度等主要技术指标进行校验.采用该方法对辽宁地区高压电缆分布式光纤测温装置开展自动化性能检测与评估,横向对比结果表明各台装置的温度测量准确度、温度分辨率和温度测量重复性校验数据均满足规范要求,但不同装置之间数据一致性较差.结合评估结果对分布式光纤测温装置准确度提升方法和现场标定方法提出了若干建议.     

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。     

应用于高压电缆的光纤分布式温度传感新技术

光纤分布式测温技术是一种利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术。它能对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。本文介绍了该技术的测温原理,以及其在高压输电电缆内部温度监测方面的应用,并介绍了光纤安装方式对测温精度的影响。     

基于单斜坡法的光电复合海缆温度、应变快速测量方法

介绍了海缆监测的必要性和基于光纤分布式传感的高压光电复合海缆在线监测系统。为了提高基于布里渊散射的海缆温度、应变测量的实时性,介绍了单斜坡法的原理并将其引入海缆在线监测方法中。给出了基于洛伦兹模型时单斜坡法布里渊频移的计算公式。基于数值产生不同信噪比的布里渊谱和实测裸光纤/海缆复合光纤的布里渊谱。比较了单斜坡法和基于扫频方式的谱拟合法的准确性和实时性,重点研究了布里渊谱不同信噪比和光纤沿线布里渊频移不同程度波动情况下工作点的选择问题。结果表明:单斜坡法可使布里渊谱测量时间减少到原来的几十分之一甚至更小,同时布里渊频移误差仅小幅增加。用于海缆温度和应变监测时单斜坡法工作点建议选择为光纤沿线布里渊频移的均值减去一半的线宽,所确定的工作点对不同信噪比和光纤/海缆复合光纤沿线布里渊频移常见程度波动情况均具有不错的适应性。     

110kV光电复合海缆立体在线监测系统研发

通过对分布式光纤传感技术及布里渊光时域反射领域国内外研究应用情况的介绍,阐述了利用光电复合海缆富余光纤作为传感元件进行海缆在线监测研究的技术路线。着重论述分布式光纤温度和应变传感技术原理及基于BOTDR海缆本体状态实时在线监测的研究：船舶自动识别系统（AIS）和视频系统构建的肇事船只确认子系统可以与BOTDR系统联动,提前预警海缆异常状态,确认肇事船只;探讨海洋磁力计对海缆故障点进行水下定位方法。文章归纳总结了从海缆本体状态监测到海上肇事船只确认及海缆故障点定位的海缆立体监测研发成果,该成果在海洋环境下有着广泛的推广应用前景。     

500 kV充油海底电缆导体温度分布式光纤传感监测及应用

依据海南联网系统500 kV海底电缆捆绑特殊海底光缆的实际情况,通过分布式光纤传感技术结合经有限元仿真模型优化的IEC60287热路模型的方法可以监测海底电缆内部的温度分布。在实验室中搭建岸上模拟实验平台,利用中压电缆捆绑光纤的结构进行捆绑电缆岸上模拟实验。同时,将经验证的温度监测方法应用于海南联网系统500 kV海底电缆,以C相空气段为例监测捆绑电缆光单元的温度。采用有限元仿真计算电缆表面的温度,根据电缆表面的温度基于热路模型推导出对应的导体温度,得到电缆导体在实际运行过程中的温度变化。岸上模拟实验测量的导体温度与数值计算得到导体温度的误差低于1.77%, 验证了海底电缆导体温度监测方法的准确性。     

高压直流海缆综合在线监测系统研究

直流海底电缆在我国的应用尚处于起步阶段,运行经验不足,同时由于海底环境复杂,例行巡检困难,因此亟需对直流海缆的在线监测方法进行研究。分布式光纤技术是近年来发展的新型光纤传感技术,可实现对温度、应力等参量的在线测量。文章建立了基于分布式光纤传感技术的高压直流海底电缆综合在线监测系统,综合利用了分布式光纤的BOTDA,ROTDR以及Φ-OTDR原理,提出了布里渊频移解耦方案,可对直流海缆运行过程中的温度、应变、扰动等进行实时测量,同时该系统还融合了船舶AIS功能,实现对直流海缆区域内来往船只的监测及警告,保障了直流海缆的安全稳定运行。最后对该系统在南澳±160 k V直流海缆工程中的运行数据进行分析,验证了系统的有效性。     

分布式光纤测温系统在电力电缆在线监测中的应用

随着智能电网的普及,分布式光纤测温技术成为国内外研究的热点。文中总结了分布式光纤测温系统的研究现状,对基于拉曼散射测温系统的基本原理及其特点进行了分析,解析了基于光纤测温的电缆监测系统的结构,最后重点介绍了分布式光纤测温系统在电力电缆中在线监测中的应用,并以实例证明了分布式光纤测温系统是目前电力电缆在线监测实现故障诊断及定位技术的最有效手段。     

基才分布式光纤的电力电缆检测数据质量优化技术

分布式光纤能够有效实现电力电缆的在线监测，但由于分布式光纤节点部署不均衡、采集频率频繁、感知数据强关联等特点，造成所测电力电缆数据的真实性受损，从而形成漏报、误报，这就对光纤传感监测技术的数据质量和数据管理技术提出了更高的要求。基于此，给出了分布式光纤检测电力电缆健康状态的软硬件平台，并针对电力电缆检测漏报、误报现象，通过提高数据采集质量，采用不确定感知数据的自动检测及修复算法，从而在数据出现异常情况时能够进行有效修正，提高了电力电缆感知数据的质量，降低了光纤检测系统的缺陷发生率，提高了工作效率。最后，通过实验进行了算法验证。     

基于BOTDA的分布式光纤在线温度监控技术研究

主要介绍基于BOTDA (Brilouin Optical Time-Domain Analysis)的分布式光纤测温系统应用于高压输电海缆温度在线监控的可行性,简要介绍了该技术的基本原理和特点.应用分布式光纤测温系统对110kV光电复合海缆进行测试,考察了仪器的测温精度、响应时间及运行可靠性等性能,试验结果说明该技术...