基于自发布里渊散射的电缆弧垂在线监测研究

为了提高输电线负载能力、防止电网事故发生,文章利用布里渊散射和相干检测的原理,设计了一种基于自发布里渊散射的架空输电线路弧垂在线监测系统。利用布里渊光时域反射(BOTDR)技术,实时采集沿光纤分布的应变信号,提取应变传感关键性特征,实现对弧垂异常点的精准定位和预警。实验室数据和变电站测试结果表明:系统能够实时检测和精准定位应变变化信息,可单端测量且操作简单;可精准定位应变突变点,实现电缆弧垂异常情况的预警,及时发现和处理故障隐患,保证输电线路的安全稳定运行。

电力通信中的光缆故障与处置对策分析

阐述电力通信光缆典型故障的处理原则、典型故障的产生原因,探讨电力通信光缆的典型故障形式和应对措施,从而有效降低故障率。

基于分布式振动传感的智能光纤监测方案设计

针对目前分布式振动传感器系统存在设计方案复杂、成本较高的缺陷,提出一种基于瑞利散射的DVS评估方案。对电缆光纤应变分布进行理论分析及力学分析。设计用于评估DVS监测电力电缆动态应变和冲击能力的实验装置。实验阶段,以循环荷载和冲击实验对某供电电缆进行分析。循环荷载试验结果表明,传感光纤上单个点的应变频率和相位与液压执行器偏转范围内的频率和相位相匹配;冲击试验表明,初始冲击后,应变振幅呈指数衰减。试验结果符合实际,进一步验证了所提DVS监测电力电缆方案可实现电力应变曲线绘制过程。该方案为电力智能安防与检测提供了重要的数据基础。

基于光功率的智能化光纤在线动态监测系统

为满足当下电力通信运维需求,提出一种基于光功率的智能化光纤在线动态监测系统。在系统主站端架设有监测中心与前置机模块,链路经自动保护单元光功率监测器(OLP)使各子站端点连接站点的成套终端,再使用光功率监测器(OPU)经IP网络捕获在线光功率值与预设阈值进行比对,实现系统智能在线动态监测。实践结果表明:该系统在40 ms内能完成故障链路的快速保护倒换,并准确定位。

海底光缆传输网及其关键技术研究

论文介绍了国内外海底光缆传输网络的发展现状,提出了具有网格拓扑结构的海底光缆传输网的总体架构,研究信息接入与传输、远程供电、海底节点、光电综合网络监测等关键技术,实现各类海洋信息大容量、高速、可靠接入和传输至岸基中心,提高海底区域的抗毁生存、信息综合传输和远程供电等能力,为我国海底光缆传输网络的设计和建设提供参考。

基于无线通信和光通信的高压输电线路监测系统

提出一种高压输电线路监测系统方案,该系统由安装在输电线路铁塔上的无线监测节点、光通信节点以及电力特种光缆中的空闲纤芯组成。这些无线节点和光节点通过AdHoc组网方式构成具有自适应功能的基础通信网络,通过无线接力传输和光信号接力传输相结合的方式,实现监控中心与任意监测节点之间的双向信息交互。该系统可以对复杂地形条件下的长距离输电线路进行全程、逐塔的实时监测,还可以支持工作人员在输电线路延线的邻近区域内,利用专用无线终端接入监测网络,进行语音、数据、视频的双向通信,为线路检修和抢险救灾等特殊场合提供应急通信手段。

电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究

电力电缆线路运行温度在线检测技术为当前及时发现电力电缆线路的局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态、计算导体载流量的首选技术措施,为此基于光频域反射OFDR测温法和TCP/IP通讯协议,提出分布式光纤连续在线检测长距离电力电缆线路表面温度方法和技术,有效地克服了基于光时域反射OTDR测温法的光纤测温技术中存在的不足,提高了检测温度的速度。研究结果表明,基于OFDR测温技术的分布式光纤电力电缆运行温度在线检测装置基本满足≥110kV电压的电力电缆线路运行温度在线连续检测的技术要求。

10kV地下排管电缆的分布式光纤在线测温技术的应用研究

在电力电缆监测中,温度是一个非常关键的参数,精确的、连续的温度数据对于电力电缆的工作状态监测、动态负荷测定、过热点报警和电缆管道的火灾监测等都具有非常重要的意义。笔者采用基于拉曼散射效应和拉曼光学时域反射测量技术的分布式光纤测温系统,对10kV地下排管敷设的电缆温度进行实时地、多测量点监测,获得了精确的点位温度值,可有效用于在线连续监测,为电缆载流量的确定提供了参考数据。

基于分布式布里渊光纤散射传感的海底动力电缆监测技术研究

针对海底动力电缆出现故障而寻找电缆监测的技术与方法,分析渤海湾不稳定海域的海底动力电缆多次出现短路和断路故障的原因与机理,提出基于布里渊散射原理的分布式光纤传感技术监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的方案和方法,进行三相高压电缆截面温度场和电缆外部受力变形的数值模拟分析,通过室内模拟实验和海堤沉降段电缆敷设后的光纤传感监测数据及水准仪观测监测数据对比分析,得出光纤传感器检测数据趋势与水准仪器测量结果吻合。模拟和现场测试结果表明,基于光纤布里渊散射原理的分布式光纤传感技术可有效实现海底动力电缆的温度和变形监测。

光纤传感技术在局部放电检测的研究进展

光纤传感技术近年来在局部放电测量应用上受到了越来越多的关注。文中重点关注应用在电缆及其附件局部放电测量的光纤传感技术最新研究进展。单模光纤Sagnac干涉仪被成功地应用在硅橡胶交直流电压下局部放电检测,具有优异的灵敏度,可检测到fC级别的反常放电声信号;本单位和高校合作证实了Sagnac干涉仪对实际电缆中间接头缺陷的局部放电检测能力。相比之下,相干光时域反射仪具有长距离分布式测量的能力,已有研究结果表明,其可测量到nC级别的电缆中间接头局部放电,未来仍需研究传感系统灵敏度提升方法以使其满足现场检测灵敏度要求。此外,通过利用透明硅橡胶制作电缆中间接头应力锥,并结合荧光光纤可实现电缆中间接头局部放电的光检测,其具有可比拟传统电测法的灵敏度。最后,光纤传感技术在未来长距离电缆及其中间接头局部放电检测上具有良好的应用潜力。

高压交联聚乙烯电缆在线监测及检测技术的研究现状

综述了我国高压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的在线监测及检测技术的研究进展及现场应用状况,对局部放电,温度,接地电流、介质损耗(tanδ)等监测方法的优缺点进行了讨论,认为tanδ监测方法存在工程上难以实现及无法获取电缆局部劣化信息的缺点,不宜在高压电缆系统的在线监测或检测系统中采用。提出了适合我国高压XLPE电力电缆的在线监测技术及检测方法。

用于电力光纤到户的光纤复合低压电缆接续技术研究

光纤复合低压电缆(optical fiber composite low-voltagecable)接续技术是实现电力光纤到户及智能小区建设的关键技术之一。针对OPLC接续特点提出了光电安全分离、光纤接续及保护、电缆连接及保护等技术要求;全面分析比较了光纤接续技术的特点,建议电力光纤到户建设实施的中间节点应采用光纤热熔连接,OPLC终端可采用冷接技术制作快速连接头。最后根据电力光纤到户的不同接续场景提出接续技术的整套应用方案。

海底高压动力电缆在线监测技术与实验研究

海底动力电缆经常出现故障,为探索寻找电缆监测技术方法,分析了胜利油田埕岛海域海底动力电缆多次出现短路故障的可能原因和产生故障的机理,并由此提出了采用基于BOTDR技术的分布式光纤传感系统监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的技术,以及应用局部放电检测技术监测电缆绝缘破损后放电现象。电缆截面温度场和电缆外表受力的数值模拟分布式光纤传感监测电缆内部不同温度和外部受力变形的实验,以及电缆绝缘破损后的局部放电监测证明,所研究的方法可较好地在线监测动力电缆的工作状态,能有效监测和预测海底高压动力电缆运行中的主要故障,该研究可对海洋动力电缆的健康运行与维护提供一种技术方法。

光纤测温系统实时性及分辨率优化与应用

设计了基于拉曼光时域反射技术的船舶电缆分布式光纤测温系统。为了有效提高信号强度,系统硬件设计中改进了微弱光信号的探测及放大电路,并且基于FPGA+DSP高速数据处理模块来加快数据处理速度;针对拉曼反射信号信噪比低的特点,系统对采集信号采用数字累加平均与自适应阈值小波滤波相结合的去噪方法,在改善信噪比的同时缩短了测温时间。实验表明,设计系统测温距离达4km,空间分辨率为1.5m,温度分辨率为0.1℃,系统响应时间为3.8s,满足设计要求,且综合指标优异。

基于光纤传感器的电力电缆故障在线测距系统

基于电力系统中对电力电缆故障在线测距的实际需求,结合光纤传感器的技术优势,研发了一套电力电缆故障在线测距系统。文中介绍了光纤传感器的光时域反射测距机理,详细介绍了激光发射电路的设计、光电检测电路的设计及GPRS通信电路设计和系统软件结构的设计。该系统克服了传统离线测距方法存在的断电测量和修复时间长的缺点。现场测试结果表明,系统测距精度较高且可靠强。

BOTDA光纤传感技术在电力电缆测温中的应用探讨

分析并比较了现有电力电缆温度监测技术,针对现有技术存在的问题提出了利用BOTDA技术对电力电缆进行温度监测的方法。简单介绍了BOTDA传感原理,设计了基于BOTDA技术的电力电缆温度在线监测系统和变电站间电力电缆测温方案。探讨了传感光缆的布放和电力电缆在线测温系统的组网方式。

电力电缆光纤光栅实时在线测温传感器优化设计

开发高压超高压电力电缆光纤光栅温度传感器系统,提出光纤光栅传感机理,建立优化设计框架。通过光纤光栅温度传感器封装结构优化设计,提出片式封装结构;通过线性度优化设计,提出用铝板作为封装基底材料;通过外界应力场影响补偿优化设计,提出采用40 mm×10 mm(长×宽)的小尺寸封装方法。进行光纤光栅温度传感器水域实验和光纤光栅测温系统对比实验,讨论系统的性能和可行性。并将光纤光栅温度实时在线监控系统应用于实际工程项目,分辨率达0.1℃,精确度达±0.5℃,测温范围可达-30～200℃。

基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测

高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度标定实验,比较了不同光纤Brillouin频移的应变/温度系数和初始频移的区别,给出了利用光纤中Brillouin频移分布曲线进行接续点精确定位的方法,对运行中的海缆进行了全面、实时、长期的状态监测和数据分析。结果表明:海缆光单元中不同光纤的Brillouin频移应变/温度系数基本相同,约为0.05 MHz/10-6和1.05 MHz/℃,但初始频移差别较大,变化范围约20 MHz;光路中接续点处的Brillouin频移变化明显,可作为定位依据;利用Brillouin频移监测海缆的应变和温度需结合海底地形、地质、洋流、环境温度、负荷电流等因素。