光纤光栅测量技术的应用研究

分析了高压输电线路覆冰的危害,介绍了变电站电气设备温度测量的意义。利用光纤既是传感材料又是传输材料以及抗电磁干扰等优点,引出了光纤光栅温度和应变测量系统。通过对光纤光栅传感原理的研究,结合高压输电线路和变电站电气设备的特点,设计了波分复用传感系统和C/S模式的监测系统网路结构模型,对大范围的高压输电线路和其他电气设备进行温度和应力的同时监测有参考价值。     

输电线路运行状态光纤感知研究与展望

电力线路是电能输送的载体,是电网的基础,对电力线路进行状态监测有利于提高电网运行可靠性。相比于光纤传感具有远距离、分布式、无源等多个优点,在电力线路监测领域发展迅速。为加快输电线路光纤状态监测技术的发展,系统评述了多种不同的光纤输电线路状态监测技术,提出了未来的研究重点及思路。首先,介绍了光纤布喇格光栅传感、光纤分布式传感、光纤干涉传感的测量原理,对比了不同光纤传感技术的优缺点和适用条件。其次,重点阐述了光纤传感器在架空输电线路与高压电缆状态监测领域的研究进展,梳理了现有研究对输电线路静态、低频及高频状态量感知的研究脉络和测量效果。再次,结合输电线路运行状态监测需求,重点分析了现有技术尚未攻克的难点问题。最后,阐述了研究的关键点和未来的研究方向,期望对输电线路的数字化转型发展提供参考。     

光纤光栅传感技术用于架空输电线路状态监测

文章对3种光纤传感技术(B-OTDR/B-OTDA,DTS,FBG)用于架空输电线路状态监测进行了比较。DTS由于检测方法所限只能检测温度。虽然B-OTDA可以同时检测温度和应力,但由于光纤寿命、OPPC/OPGW制造技术以及价格昂贵等因素影响,不适合用于架空输电线路应力监测。光纤光栅传感技术具有价格适宜、精度高、速度快、测试距离长、可制成各种传感器等优点,适合用于架空输电线路的温度及应力等状态监测。     

利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。     

基于光纤传感的智能建筑配电系统安全监测系统的研究

介绍了智能建筑配电系统安全监测存在的问题,概括了光纤光栅的基本原理。提出了一种基于光纤传感的高压配电柜温度监测系统和短路故障监测系统。通过模拟试验验证了光纤传感系统在配电系统安全监测应用上的可行性。最后介绍了智能建筑中光纤传感网络。     

光栅传感在电力通信光缆应变监测中的应用

文章分析了应变给电力系统通信光缆带来的故障及安全隐患,介绍了电力系统通信光缆应变监测的现状,给出利用光纤光栅传感技术进行应变测量的原理及特点,提出将光纤光栅传感技术应用于电力系统通信光缆关键部位应变监测的设想,设计了光纤光栅传感方案,并对其应用于工程实际中面临的若干技术问题进行了具体分析.     

基于光纤传感的输电线路悬垂绝缘子风偏角监测研究

由风偏引起的输电线路故障在电网运行中占有很大的比例,为了实时监测输电线路绝缘悬垂绝缘子串风偏角的变化,通过研究悬垂绝缘子风偏的荷载模型,应用光纤传感技术,搭建悬垂绝缘子风偏角在线检测系统,实现了云南电网昭通地区某110 kV杆塔悬垂绝缘子串风偏角的在线监测。由监测数据可得,悬垂绝缘子串风偏角的变化与理论计算模型的变化趋势相符,变化范围大致在-4°～+4°。结果表明,该光纤传感的风偏角在线检测方法在实际运用过程中准确可靠,为输电线路安全运行提供了一定程度的参考。     

FBG传感技术应用于变电站塔架应变监测的研究

光纤传感系统比电子式传感系统更安全,可以应用到高电压、强磁场的恶劣环境中去.采用光纤光栅传感技术,通过对塔架横担、塔架主材和塔基抗滑桩的在线受力监测,实现了对输电线路和塔架地质安全的实时监测,为可能的变电站塔架预防性抢修工作提供依据.     

光纤光栅传感技术及其在电力系统中的应用

光纤光栅传感技术具有抗电磁干扰、耐腐蚀、高绝缘性、可微型化、检测精度高、可实现无源在线监测等特点,适合在电力系统中应用。对光纤光栅传感技术的传感原理和特点进行介绍,对其在电力系统中的应用进行研究,对光纤光栅传感技术在电力系统中的应用前景和未来发展方向进行展望。     

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。     

视频差异化分析在输电线路杆塔防盗系统中的应用

针对当前电力输电线路杆塔塔材、导线等被盗现象频繁发生的问题,结合国内外研究现状,提出一种基于视频差异化分析技术的输电线路杆塔智能防盗监控技术。该技术采用基于Kalman滤波的背景差分法与Cam—shift相结合的目标检测跟踪方法,分析处理输电线路杆塔附近环境的视频图像并自动报警,实现智能监控。在山西省晋中供电分公司220kV输电线路杆塔防盗系统的应用实践表明,该方法可为电力系统安全提供有力保障。     

电力杆塔倾斜预警装置的设计与研究

为解决煤矿采空区电力杆塔稳定性差,容易因杆塔倾斜造成扩大事故的问题,设计了基于DSP2812芯片的电力杆塔倾斜预警测量装置.该装置将监测到的杆塔倾斜度与线路设计参数进行综合比较,完成电力杆塔倾斜度、倾斜角的预警,并通过全球移动通信系统一通用分组无线服务技术(global system for mobile commun...     

铁塔倾斜实时监测系统设计及应用

电力、通信网络的覆盖面积越来越广,电力输电线路和通信线路中大量使用了铁塔,如高压输电线铁塔、通信基站铁塔等.文章针对近来时有电力输电线路和通信线路铁塔倾斜造成输电网和通信网络中断的情况,设计了一套采用微电子技术开发的低成本、高精度的铁塔倾斜实时监测系统.该系统基于ZigBee和GSM无线网络传输理论实现了对铁塔倾角信息...     

区域电网反击耐雷水平计算中的杆塔分类

为了准确评估输电线路的耐雷性能、提高计算效率,建立区域输电网杆塔反击耐雷水平计算模型,通过分析输电线路电压等级、杆塔型式、线路回数对输电杆塔模型的影响而对输电杆塔进行分类讨论。输电线路在绝缘配置、避雷线分流系数、杆塔耦合系数方面随着电压等级的不同而不同;线路回数和杆塔型式影响杆塔模型的建立。根据以上参量的差异将区域电网中输电线路按照电压等级、线路回数、杆塔型式优先级次序对区域输电网中杆塔进行分类处理,建立相应类型杆塔的反击耐雷水平计算模型,表现出不同类型杆塔在耐雷性能上的差异。     

输电线路非均匀覆冰的实时监测和计算模型

为实时监测和计算输电线路的覆冰,提出了根据线路导线悬挂点倾角和悬垂绝缘子串偏斜角进行输电线路非均匀覆冰实时计算的模型和方法。从线路耐张段内非均匀覆冰的普遍情况出发,在介绍了设计用经典算法后,详细推导了用导线悬挂点倾角和悬垂绝缘子串偏斜角计算各档导线覆冰厚度的方法和过程,提供了实用的计算公式。另外还介绍了所研制的导线温度-倾角测量装置和悬垂绝缘子串偏斜角测量装置的功能,以及采用小型气象站、线路视频监察装置、导线温度-倾角测量装置和绝缘子串偏斜角测量装置,以及主站和监测软件组成的线路覆冰实时综合监测系统在线路覆冰形成、发展、恶化全过程监测中的作用。系统已在浙江电网实施,它是国内功能比较完整、实用、有效的新一代覆冰实时监测系统。     

分布式光纤温度传感检测技术及其应用

分布式光纤温度传感是一种用于实时测量空间温度场分布的新技术，对光纤沿线地点的温度进行分布连续检测，光纤本身就是温度传感器，由于光纤传感器的本征特点，该技术特别适合应用电气设备的温度检测，并能和消防报警系统配合使用，在发电厂，变电站的电气设备状态检测中有广阔的应用前景。     

从2008年南方地区雪灾看电力系统设备缺陷

2008年1月中旬,我国南方大部分地区出现强烈的低温雨雪凝冻天气,造成包括500kV主干网在内的数千条输电线路大面积损坏,杆塔倒塌,直至人员伤亡。针对这次冰雪灾害引起的大面积停电事故,分析了导线、地线、绝缘子及杆塔等一次设备断线、倒塌的具体原因和存在的不足:主要表现在设计标准偏低,设备老化,新的抗灾防灾技术有待研究和推广,同一地区避免使用同一类型设备等方面。二次设备则主要表现在通信设备受损,导致调度自动化系统及某些依赖通信通道的保护设备受影响,另外也对安全稳定控制装置存在的不能动态实时决策问题做了简要分析。最后针对以上问题提出了改进措施及建议。     

特殊环境中输电线路的一种弧垂观测方法

对输电线路进行测量时,当观测档处于复杂地形的特殊环境中时,由于在观测档内不能直接竖立棱镜,因而无法用常规的方法观测架空输电线路弧垂,这给测量工作带来困难。针对特殊环境中不同类型杆塔组合的常用设计方案的架空输电线路弧垂观测进行了探讨,并给出了一种测量方法及推导其计算公式,用以指导输电线路弧垂观测。     

基于GPR偏移成像处理的杆塔接地体缺陷检测

输电线路作为电能传输的关键通道,通过杆塔架设于野外开阔地区,极易遭受雷害进而影响电力系统的安全稳定.作为线路杆塔的防雷手段,接地材料常年埋于地下,难以对其存在的缺陷进行检测.为此,在传统探地雷达检测方法的基础上,研究脉冲探地雷达成像特性,提出了一种基于探地雷达(ground penetrating radar,GPR)...     

Google Earth在输电线路防雷中的应用

介绍了Google Earth在输电线路防雷中的应用情况。利用Google Earth直观显示雷击故障杆塔三维地形情况,在此基础上对雷击典型地形进行分类汇总;结合Google Earth的测量距离和新增坐标位置功能,对雷电定位系统杆塔经纬度坐标进行核对,同时在发生雷击故障时,将雷电定位系统查询的杆塔范围和Google Earth显示的地形地貌相结合,进一步减小巡视杆塔范围;用Google Earth直观显示海拔高度的功能,对输电线路杆塔所在位置的地面倾角进行定量求解。