一种架空输电线覆冰厚度的传感监测方案和实验验证

提出了一种基于光纤光栅应变传感器的输电线路覆冰监测方案,并进行了仿真分析和实验验证.方案利用一段与架空输电线相同的测试导线作为覆冰载体,测试导线覆冰重力牵引光纤光栅应变传感器应变,通过监测光纤光栅传感器的应变量,同时综合实时气候条件等多种因素,计算出测试导线的覆冰厚度,估算架空输电线的覆冰厚度.仿真分析及实验测试结果表...     

输电线路覆冰荷载传感器中弹性元件的研究

在输电线路覆冰荷载监测传感器的设计中,弹性元件的选用和设计非常重要。本文根据输电线路覆冰荷载监测传感器的组成原理,从结构和材料两方面对弹性元件进行了分析比较,并结合高精度输电线路覆冰荷载监测传感器的技术要求提出了选择弹性元件的关键点,最后研究了结合红外技术的制造工艺,可以有效提高输电线路覆冰荷载监测传感器的精度和稳定性。     

基于惯性传感器协同１Ｄ ＣＮＮ的输电线路覆冰情况识别方法

输电线路覆冰是最常见破坏电网系统安全稳定运行的自然灾害。针对输电线路覆冰情况具有非线性增长、影响因素复杂等特点,提出了基于惯性传感器协同1D CNN的输电线路覆冰情况识别方法。该方法基于一维卷积神经网络,网络可自动从原始数据中进行特征提取和分类。采用集中质量法进行了输电线路覆冰的模拟实验,搭建了基于惯性传感器的输电线路模拟覆冰的三轴加速度的数据采集平台,构建了由三种线路覆冰情况：未覆冰、轻度覆冰以及重度覆冰的21824个样本组成的数据集,实验结果表明,基于惯性传感器协同1D CNN的线路覆冰情况识别的方法,性能优秀,平均准确率可达到91%。     

基于分布式光纤传感技术的智能电网输电线路在线监测

提出并研制了基于多参量分布式光纤传感技术的输电线路覆冰舞动监测方案。该技术能够对输电线路覆冰、舞动以及雷击等异常现象进行预警,从而实现对输电线路运行状态的在线安全健康监测。     

微地形区输电线路覆冰在线监测装置研究

严重的输电线路覆冰会造成断线、倒塔等事故,而严重的覆冰多处于微地形微气象区。通过对在线监测技术原理和输电线路覆冰理论的深入研究,针对微地形微气象区设计出一种新型的输电线路覆冰在线监测装置,解决了现有在线监测装置只能辅助人工巡视的局限性,并成功运用于输电线路,通过分析其采集数据验证了装置的可行性,可以更好地提高线路巡检工作效率和质量。     

基于多维参量分布式光纤传感的架空输电线路覆冰监测技术

对比总结了典型DOFS技术的基本原理与系统结构,对现有输电线路覆冰监测技术发展现状进行介绍。在此基础上提出了一种多维参量分布式光纤传感技术,能够实现对线路的应变、温度、振动、衰耗等状态参数进行分布式的实时监测。与现有的单参量、双参量传感监测方案相比,使用多维参量方案对线路进行融合感知,可以有效提高监测的准确度,降低误判率、误报率,为输电线路的安全稳定运行提供重要保障。     

基于LabVIEW软件的输电线路覆冰舞动灾害在线监测系统

输电线路覆冰舞动灾害是目前我国电网运行中面临的主要灾害之一,严重情况下会导致电网设施毁坏,产生巨大经济损失。针对这一问题,研制了一种利用LabVIEW软件及无线通信技术输电线路覆冰舞动灾害在线监测系统,该系统在硬件上采用工控机、PC工作站和服务器结合的方式,利用3G通信技术,对输电线路舞动情况进行可视化在线监控;同时,主控室软件基于LabVIEW实现实时可视化接收数据,并建立了线路覆冰灾害数据库,根据不同时期监测到的覆冰舞动情况、提出电网安全运行预防措施及建议。仿真和实验验证了该系统能够准确、快捷地获得覆冰舞动情况,可为电网安全运行提供重要支撑。     

对输电线路覆冰特点及防冰技术的研究

输电线路覆冰危及电力系统安全运行,给人们生活带来不变,同时也会造成重大的经济损失.本文以防治输电线路覆冰事故为目的,从实际情况入手,分析了输电线路覆冰特点.然后,对一些防冰技术及其效用进行了分析,以期提高输电线路防冰能力,保护电力系统安全运行.     

光纤光栅冰力传感器的开发及应用

根据裸光纤光栅(FBG)对应变的灵敏度远高于对压力的灵敏度这一特点,设计了一种基于等强度梁结构的FBG冰力传感器,并可以通过调节封装构件的尺寸调节其测量压力的灵敏度系数。对传感器的标定结果显示,这种FBG冰力传感器的线性相关度良好,实测的灵敏度系数与理论值一致。该种传感器在冰激桥墩振动模型试验中得到了应用,成功监测了桥墩在不同冰速撞击下受到的冰力。实验表明,这种FBG传感器灵敏度高、可靠性好、对结构自身的影响很小,可直接测量冰的撞击力,适合于模型实验中的冰力监测。     

基于GPRS的低功耗输电线路覆冰翻转监测装置的设计与实现

输电线路覆冰后可能发生导线的翻转现象,从而造成线路的损伤。本文研究了基于GPRs通信技术的新型、低功耗的输电线路覆冰翻转监测装置。首先给出了监测装置的整体设计方案,然后给出了考虑低功耗要求的监控装置的硬件电路实现,并对其中的倾角传感器选型、GPRs通信模块的设计等关键环节进行了详细的介绍,最后讨论了软件的开发环境及程序的流程图。测试结果表明,该装置可以长时间、稳定的运行,准确地测量导线的翻转角度,满足设计精度要求。     

利用光纤光栅监控输电线覆冰

从光纤布喇格光栅（FBG）的原理、特点入手,对光纤光栅传感器监控输电线覆冰情况的可行性进行理论分析和实验研究.分别搭建了单臂和双臂梁实验装置,通过实验研究了光纤布喇格光栅反射波长与梁负重的关系,利用最小二乘法对实验数据进行了拟合,得到了波长偏移量和梁载荷的数学关系,实验结果显示利用光纤布喇格光栅传感器监控输电线覆冰情况是可行的.     

Interrogating a Fiber Bragg Grating Vibration Sensor by Narrow Line Width Light

A method to interrogate fiber Bragg grating vibration sensor by narrow line width light is demonstrated. The interrogation scheme takes advantage of the intensity modulation of narrow spectral bandwidth light, such as distributed feedback laser, when a reflection or transmission spectrum curve of an fiber Bragg grating （FBG） moves due to the strain which is applied on the sensor. The sensor＇s response to accelerating frequency and amplitude is measured by experiment. The factors which have impacts on the sensitivity of the interrogation system are also discussed.     

Optical fiber sensor by cascading long period fiber grating with FBG for double parameters measurement

An optical fiber sensor for strain and temperature measurement based on long period fiber grating (LPFG) cascaded with fiber Bragg grating (FBG) structure has been proposed and realized both theoretically and experimentally. Theoretical analysis shows that two microstructures with similar sensitivities cannot be used for double parameters measurement. The LPFG is micromachined by the CO2 laser, and the FBG is micromachined by the excimer laser. For the validation and comparison, two FBGs and one LPFG are cascaded with three transmission valleys, namely FBG1 valley at 1 536.3 nm, LPFG valley at 1 551.2 nm, and FBG2 valley at 1 577.3 nm. The temperature and strain characteristics of the proposed sensor are measured at 45—70 °C and 250—500 με, respectively. The sensitivity matrix is determined by analyzing wavelength shifts and parameter response characterization of three different dips. The proposed optical fiber sensor based on LPFG cascaded with FBG structure can be efficiently used for double parameters measurement with promising application prospect and great research reference value.     

基于光纤光栅的传动齿轮模态分析

利用光纤光栅传感器实现了基于快速应变响应的传动齿轮模态分析。基于波分复用技术组建光纤光栅传感网络,根据光纤光栅的应变响应数据完成齿轮的应变模态分析,并与基于声压传感器的齿轮试验模态分析结果进行对比,固有频率相对误差小于0.1%。为了实现光纤光栅传感器的快速应变采集,搭建了一套光纤光栅快速解调仪。该解调仪是基于体相位解调的单通道快速解调仪,采样速率最高为35kHz,使用LabVIEW编写了光纤光栅信号采集和解调软件。基于光纤光栅的齿轮应变模态分析方法附加质量小,比传统加速度传感器测量结果更准确,能够适应小型齿轮箱内部复杂和恶劣的测量环境,具有一定的应用价值。     

MZI-based wavelength interrogation system with tunable-FBG

We proposed a scheme of fiber Bragg grating (FBG) sensor interrogation system based on all fiber Mach-Zehnder Interfer- ometer (MZI) edge filter and tunable-FBG. The equal power signals from FBG sensor and tunable FBG are coupled into port 1 and port 2 of MZI respectively. The experimental results show that the interrogation precision of the proposed system is 0.02 nm in a range of 1nm. Furthermore, the precision can be improved by adjusting the two interference arms of the filter.     

光纤光栅毛细钢管封装工艺及其传感特性研究

提出了一种光纤光栅的毛细钢管封装工艺,并通过材料力学多功能实验台和恒温箱对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性,但是温度灵敏度系数提高了约2.7倍,且线性度、重复性良好,为光纤光栅在温度测量领域的应用提供了一个很好的封装方法。     

光纤光栅毛细钢管封装工艺及其传感特性研究

提出了一种光纤光栅 (FBG)的毛细钢管封装工艺 ,并通过材料试验和水浴法试验对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明 ,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性 ,但是温度灵敏度系数提高了约 2 5倍。经过该工艺封装的光纤光栅可以探测识别 1με与 0 .0 5℃的应变与温度变化。     

光纤光栅和静态电阻在静压模型管桩测试中的对比试验研究

为了提高光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin g,简称FBG)应变传感器测量精度,针对光纤光栅传 感器在模型管桩试验应用情况,提出了一种光纤光栅传感器理论灵敏度系数和实验灵敏度系 数应变标定方 法。该方法通过实验标定微型光纤光栅应变传感器的灵敏度系数,与理论分析传感器灵敏度 系数进行对比, 同时在模型管桩安装传感器位置粘贴应变片。实验结果表明,标定后的FBG应变传感器测试 结果更加准确, 为基于FBG应变传感器的模型管桩监测技术奠定了基础。同时,该方法适用于FBG传感器应 用与模型管 桩前的标定,可以得到准确反映模型管桩受力变形的真实数据,提高了光纤光栅传感器在模 型管桩试验中 的测量精度。同时,该方法简单、易操作,为光纤光栅传感器在试验和工程中应用奠定了基 础,加快了FBG 传感器在模型管桩荷载传递监测应用的步伐。     

真空热环境下不同涂覆层光纤传输损耗特性影响研究

为满足光纤光栅传感技术在高真空热环境下的应用,分析了丙烯酸酯和聚酰亚胺2种不同涂覆层单模紧套光纤作为传输光纤,在高真空热环境下对FBG峰值功率的影响,并进行了实验验证。首先,设计了高真空热环境下传输光纤等效模型;接着,设计了不同涂覆层光纤传输损耗特性影响实验方案,搭建了硬件在环检测平台;最后,进行了实验验证,探索了在高真空热环境条件下,不同涂覆层单模传输光纤随着温度、真空度变化对FBG反射谱功率峰值影响规律。实验结果表明:真空度从常压降至10-4 Pa水平再恢复至常压,丙烯酸酯和聚酰亚胺2种不同涂覆层单模传输光纤温度从常温降至-196℃再恢复至常温,历经224 h,FBG反射谱功率峰值均不发生变化,为光纤传感技术在高真空（压力约为10-4 Pa水平）、热环境（-196~25℃循环）中应用提供理论及实验依据。