光纖傳感器在電力新能源中的應用

趙鵬

【摘要】：伴隨著經(jīng)濟的高速增長，智能化測控系統(tǒng)逐漸完善，對于傳感器的要求已經(jīng)不局限在感知能力方面，也要求其具備較強的信號處理能力，本文從光纖光感器的綜合分析入手，對其在光纖項目中測溫、側功率以及監(jiān)測系統(tǒng)中的應用進行了集中闡釋，旨在為技術人員提供有價值的建議。

【關鍵詞】：光纖傳感器；電力新能源；應用

引言

光纖傳感器系統(tǒng)作為高科技產(chǎn)物，不僅能實現(xiàn)電纜載流量的優(yōu)化配置，也能建構實時監(jiān)控框架，需要相關技術人員結合實際需求建構更加完整的管控措施，提高經(jīng)濟適配性，進一步為我國電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。

1、光纖傳感器概述

1.1光纖傳感器基本原理

光纖傳感器在運行過程中，基本原理主要是由于光源經(jīng)過光纖直接送入調(diào)制區(qū)域，從而在外界被測參數(shù)和調(diào)制機構之間搭建有效光作用，基于兩者的調(diào)制信息，有效對其進行無理數(shù)據(jù)解調(diào)，實現(xiàn)設計結構的有效應用。

1.2光纖傳感器優(yōu)勢特征

（1）光纖傳感器具有較強抗電磁干擾能力，在實際數(shù)據(jù)處理和設備管控過程中，光纖傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息處理的主要路徑就是光源，且本質(zhì)上是電絕緣，其自身電磁場對光傳輸信號不會產(chǎn)生任何影響，能保證運行完整度。整體信息采集和傳輸過程不會受到電磁場干擾，且外界電場的影響也微乎其微。能在高壓強磁等特殊環(huán)境中有效工作，也是光纖傳感器一大優(yōu)勢，正是基于其天然特征，在內(nèi)蒙古地區(qū)一些惡劣的環(huán)境中也能有效使用。（2）光纖傳感器體積小且結構簡單，光纖傳感器不會出現(xiàn)多余結構，整體調(diào)制解調(diào)效果也較好，光波在遇到光纖傳感器信號裝置后有效返回，整體能耗較低，光纖外徑在運行過程中數(shù)量級為幾百微米，并不會對被測結構產(chǎn)生任何影響。在光纖傳感器使用過程中，能提升傳遞效率，保證傳遞質(zhì)量，從而進一步優(yōu)化光纖傳感器對信息的處理效果。（3）光纖傳感器最大優(yōu)勢就是耐腐蝕，本身外層結構是高分子材料，環(huán)境酸堿度對其不會產(chǎn)生影響，就算是長期浸泡在酸堿環(huán)境中，性能也不會受到影響，加之設備本身具有較強耐久性，不會受到其他因素影響造成退化，整體系統(tǒng)處理模式和運維結構較為有效，且設備整體維護費用較為低廉，設備使用單位也可以重復利用，整體經(jīng)濟效益較好。（4）光纖傳感器具有傳輸寬帶較寬的顯著特征，在我國光通信項目發(fā)展進程中，傳統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)制寬帶數(shù)量級控制在載波頻率數(shù)值的%（百分之幾），而光纖傳感器在實際應用過程中，傳統(tǒng)射頻和微波頻率都能高出一部分數(shù)量級，特別是能實現(xiàn)有效的時分和頻分復用，能實現(xiàn)大容量檢測系統(tǒng)要求，保證傳輸效果的同時，進一步提高傳輸質(zhì)量。

1.3光纖傳感器分類

在電力新能源中應用光纖傳感器，主要由于設備本身電力傳輸速率以及能耗系數(shù)能得到有效降低，具有較好實用價值和市場優(yōu)勢。在對其進行分類時，關鍵依據(jù)傳感器的傳感原理。第一類，傳感器屬于傳感型，在實際運行過程中，要對外界信息進行處理，并具有較高敏感能力和監(jiān)測功能，能借助有效信息傳遞路徑對數(shù)據(jù)進行綜合處理，最大優(yōu)勢就在于保證監(jiān)測項目完整度和可靠性，且整體運輸過程較為穩(wěn)定。第二類，傳感器屬于傳光型，在數(shù)據(jù)和信息傳遞過程中，基本傳遞媒介時光纖，但卻是利用其它元件對外界信息進行感知，整體技術運行模型較為特殊，且各個元件間相互獨立。較為主流的傳感技術中，主要包扣以下三點，第一點，利用布里淵散射技術進行信息傳感。第二點，利用喇曼散射技術進行信息傳感。第三點，利用背向瑞利散射技術進行傳感。三種技術運行模型和運行原理存在一定差異，在選用過程中，要結合實際情況建構完整的需求框架，從而實現(xiàn)針對性技術操作。

2、光纖傳感器在電力新能源中的應用

2.1光纖傳感器在電力新能源測溫中的應用

在電力新能源測溫過程中應用光纖傳感器，主要是基于其寬帶高以及抗干擾能力強等特征，無論條件多么惡劣，都能第一時間對問題進行檢測并及時維修。借助光纖傳感器對電力電纜表面溫度以及電纜密集區(qū)域溫度進行監(jiān)測，在運行監(jiān)控系統(tǒng)過程中，要對發(fā)電廠以及變電站等區(qū)域的電纜夾層和電纜隧道溫度進行測量和集中監(jiān)控。要想有效地對電纜進行集中監(jiān)控，要將溫度測量光纖和電纜表面貼合，讀取有效電纜表面溫度系數(shù)，并利用曲線形式表達電纜負荷電流，從電流具體數(shù)值對導體溫度系數(shù)進行有效估算，特別要注意表面溫度變化以及導體溫度變化之間的差值，強化對系統(tǒng)運行安全性的維護和管控。

2.2光纖傳感器在電力新能源測功率中的應用

將光纖傳感器應用在電功率傳感器中，也具有一定的社會價值。電功率設備主要是為了有效實現(xiàn)電力系統(tǒng)中能量轉換以及基本電量傳導，而電功率測量則是電力計量結構中一項關鍵技術，基于其自身規(guī)格和能耗較小，且具備較好的抗干擾和組網(wǎng)能力，不僅整體頻道較寬，測量中也能實行有效遙測。內(nèi)蒙古地區(qū)多將其應用在測溫元件改造項目以及智能變電站建設項目中，能實現(xiàn)遠程控制和系統(tǒng)監(jiān)控，提升檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的同時，確保數(shù)據(jù)安全可靠。正是基于其技術應用的廣泛度和可靠性，這一技術在美國、日本等國家應用也較為廣泛，對實際應用具有非常重要的參考價值，進一步提高內(nèi)蒙古地區(qū)供電項目穩(wěn)定性。

2.3光纖傳感器在電力新能源監(jiān)測中的應用

電力系統(tǒng)光纜種類較為繁雜，加之內(nèi)蒙古地區(qū)氣候條件較為多變，對光纜檢測要求較高，在監(jiān)測過程中，不僅要保障檢測數(shù)據(jù)和信息實時有效，也要集中處理檢測設備安全難度和具體要求，地方電力系統(tǒng)運行項目中通常采用光時域反射進行集中監(jiān)測，能一定程度上取代人工監(jiān)測中的成本負擔，并有效優(yōu)化光纜監(jiān)測效率。值得一提的是，在應用光纖傳感器進行新能源監(jiān)測過程中，要集中處理瑞利散射光問題，保證其運行條件，才能有效提高項目運行效果。

結語

一個國家的經(jīng)濟發(fā)展離不開穩(wěn)定而有效的電力供應。從現(xiàn)代發(fā)達國家的實踐經(jīng)驗可以看到，光纖傳感器本身對于電力供應穩(wěn)定的重要性，其通過對于高壓電纜溫度、電功率等方面的測量使得任何一個傳輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都能夠切實而有效的反饋給控制和傳輸中心，從而在第一時間對現(xiàn)有的電網(wǎng)以及傳輸線纜進行維修，從而保證了電力傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

【參考文獻】：

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