光栅传感器在电力工业中的应用

发布时间:2020-07-27 14:27   查看次数:

       光纤光栅传感器因不受电磁场干扰和可实现长距离低损耗传输,从而成为电力工业应用的理想选择。电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等都可利用光纤光栅传感器测量。

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      在电力工业中,电流转换器可把电流变化转化为电压变化,电压变化可使压电陶瓷(PZT)产生形变,而利用贴于PZT上的光纤光栅的波长漂移,很容易得知其形变,进而测知电流强度。这是一种较为廉价的方法,并且不需要复杂的电隔离。


         另外,由大雪等对电线施加的过量的压力可能会引发危险事件,因此在线检测电线压力非常重要,特别是对于那些不易检测到的山区电线。


       光纤光栅传感器可测电线的载重量,其原理为把载重量的变化转化为紧贴电线的金属板所受应力的变化,这一应力变化即可被粘于金属板上的光纤光栅传感器探测到。
这是利用光纤光栅传感器实现远距离恶劣环境下测量的实例,在这种情况下,相邻光栅的间距较大,故不需快速调制和解调。

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                  (分布式光纤测温,定位型光纤周界安防系统,光栅测温侧应变)

      近年来,因冰雨导致的输电线路杆塔的损坏时有发生。为了监测输电杆塔的倾斜状态,常用的方法是用GSM杆塔仪将传感器检测到的杆塔倾斜信息发送给管理人员和监控计算机,在计算机内进行数据处理,并根据具体的数据处理结果发出报警信息;另一种方法是将电阻应变片直接贴在输电杆塔的结构件上,直接进行监测。这2种方法在应用时,都受到一些因素的限制,给监测工作带来不利的影响。


      近几年,光纤传感器的工程应用研究迅速发展。其中,光纤光栅传感器是用光纤布拉格光栅作为敏感元件的功能型光纤传感器,可以直接传感温度和应变以及实现与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量。通过光纤光栅传感器的应力变化数据可以反映出杆塔的倾斜状态,将这种方法应用在杆塔的倾斜状态监测中会有很大的优势。


      使用光纤布拉格光栅这一光纤传感技术来实现输电线杆塔倾斜状态监测时,利用光纤布拉格光栅上应力变化引起的波长位移信息,得到光栅所感应到的应力变化信息,从而对应得到杆塔的倾斜状态信息,实现对杆塔倾斜状态的监测。

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