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光柵傳感器在電力工業中的應用

發布時間:2020-07-27 14:27   查看次數:

       光纖光柵傳感器因不受電磁場幹擾和可實現長距離低損耗傳輸,從而成為電力工業應用的理想選擇。電線的載重量、變壓器繞線的溫度、大電流等都可利用光纖光柵傳感器測量。

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      在電力工業中,電流轉換器可把電流變化轉化為電壓變化,電壓變化可使壓電陶瓷(PZT)產生形變,而利用貼於PZT上的光纖光柵的波長漂移,很容易得知其形變,進而測知電流強度。這是一種較為廉價的方法,並且不需要複雜的電隔離。


         另外,由大雪等對電線施加的過量的壓力可能會引發危險事件,因此在線檢測電線壓力非常重要,特別是對於那些不易檢測到的山區電線。


       光纖光柵傳感器可測電線的載重量,其原理為把載重量的變化轉化為緊貼電線的金屬板所受應力的變化,這一應力變化即可被粘於金屬板上的光纖光柵傳感器探測到。
這是利用光纖光柵傳感器實現遠距離惡劣環境下測量的實例,在這種情況下,相鄰光柵的間距較大,故不需快速調製和解調。

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                  (分布式光纖測溫,定位型光纖周界安防係統,光柵測溫側應變)

      近年來,因冰雨導致的輸電線路杆塔的損壞時有發生。為了監測輸電杆塔的傾斜狀態,常用的方法是用GSM杆塔儀將傳感器檢測到的杆塔傾斜信息發送給管理人員和監控計算機,在計算機內進行數據處理,並根據具體的數據處理結果發出報警信息;另一種方法是將電阻應變片直接貼在輸電杆塔的結構件上,直接進行監測。這2種方法在應用時,都受到一些因素的限製,給監測工作帶來不利的影響。


      近幾年,光纖傳感器的工程應用研究迅速發展。其中,光纖光柵傳感器是用光纖布拉格光柵作為敏感元件的功能型光纖傳感器,可以直接傳感溫度和應變以及實現與溫度和應變有關的其他許多物理量和化學量的間接測量。通過光纖光柵傳感器的應力變化數據可以反映出杆塔的傾斜狀態,將這種方法應用在杆塔的傾斜狀態監測中會有很大的優勢。


      使用光纖布拉格光柵這一光纖傳感技術來實現輸電線杆塔傾斜狀態監測時,利用光纖布拉格光柵上應力變化引起的波長位移信息,得到光柵所感應到的應力變化信息,從而對應得到杆塔的傾斜狀態信息,實現對杆塔傾斜狀態的監測。

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