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光纤传感技术不断突破 保障电力系统安全

2014-08-21 00:01
默菲
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  自电被发明并应用以来,进行光电传输的电力线网遍布全国各地,这些电力网有些架于高空,有些深藏地下。虽然电线电缆十分简单又很常见,但是其重要性不可否认,对于电线电缆的方损坏监控也成为必然要求。

  对于地下电缆隧道等电力管网的防损坏监控,固有的巡检方式存在一些弊端。人巡不能24小时监控,存在巡检时段空白,管理过程繁琐,涉及人员多。地下管网附近工作的路面冲击压实机,挖掘机以及盲目施工都有可能破坏地下电缆,造成不同程度的损失,给居民用电带来隐患。相比其他技术而言,声波检测有其应用的适应性。但针对城市复杂环境下的声波检测,一直没有成熟的手段。电缆运检室在对2013年发生的几起外力破坏经过分析研究后,将目光转向了分布式光纤振动传感技术,其具有的检测范围广、监控距离长,灵敏度高、误报率低,抗干扰能力强、性价比高,易操作、易维护和电无源等的基本属性正符合当下锡城地下电缆防止外力破坏的要求,输电电缆班将焦点集中在了基于φ-OTDR(相位敏感光时域反射计技术)的分布式光纤振动传感技术,利用其报警定位精确、数据处理电路相对简单、适合大范围、长距离实时监测且较易实用化等优点为电力电缆的安全运行提供有力保障。

  光纤振动传感安防系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统,是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系。该系统主要应用于边界防卫、周界安防警戒、家庭安防系统、管道防护、通讯和电力线缆保护等领域,在军用与民用领域具有广泛的应用前景。

  近日,国内某研究所经过半年多的外场性能试验和改进优化,成功攻克了振动点高精度定位的技术难题,使光纤震动传感安防系统定位精度达到了50米,优于国内同行业厂家100米的技术指标,达到了国内领先水平。

  首个分布式光纤传感技术原理是上世纪80年代被提出的。由于它具有可以获得被测量信息在空间和时间上连续分布的特点,非常适合于大型工程监测、长距离线路监控、大范围地域安防等领域。90年代以来,国内外许多研究机构和公司都投入了大量人力物力财力进行这方面的研究,分布式光纤传感技术得到快速发展,基于各种原理的分布式光纤传感器被开发出来,并且逐渐从实验研究走向实际应用。目前分布式光纤传感技术已被应用于土木工程、安全防护、化工、军事、交通等许多领域。目前,这项技术已成为光纤传感技术中最具前途的技术之一。

  我国自主研制基于弹光效应和白光干涉技术,开发的分布式光纤监测技术,可以实现电力系统从发电到输变电整个电力供应环节的安全监控整体解决。该技术从光纤振动传感与温度传感两方面着手,开发了针对电力系统应用性极强的系列产品,技术功能填补了国内空白,并全面赶超了国外类似技术。该技术利用了光纤本质是弱电器件的优点,因此,对能源依赖小,野外布设方便,不怕雷击电闪;利用了光纤是一种无源器件的优点,因此,防火、防爆,无电磁干扰,更抗电磁干扰,非常适合长距离、大范围、难以人力全面监控的场合;利用了光纤本身不含金属的特点,因此,在野外苛刻的自然环境中,不会腐蚀,不怕雨雪,甚至可用于湿地与海域……

  因此对于输电线路的长距离传输进行定位实时安全监控。对可能造成输电线路破坏的外部威胁进行提前预警,以便及时制止破坏、强化防范,或准确奔赴意外现场,采取补救措施。从根本上防止经济损失,杜绝环境污染,避免社会危害。同时综合光纤温度分布式测量技术,探测和识别电力电缆的热占,监测电缆状态,保护电力设备,以及进行火灾监测。还可对水电站大坝、河堤、桥梁的渗漏以及混凝土凝固与养护温度进行监测。

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