光纤光栅传感技术及其在电力系统中的应用

光纤光栅传感技术具有抗电磁干扰、耐腐蚀、高绝缘性、可微型化、检测精度高、可实现无源在线监测等特点,适合在电力系统中应用。对光纤光栅传感技术的传感原理和特点进行介绍,对其在电力系统中的应用进行研究,对光纤光栅传感技术在电力系统中的应用前景和未来发展方向进行展望。     

光纤光栅传感器在电力电缆测温系统中的应用

温度监测是预防电力电缆大量使用引发事故的常规方法,通过对国内外4种常用电力电缆测温技术的分析,认为光纤光栅温度传感技术抗电磁干扰能力强,布置灵活,可实现多目标温度的快速准确测量;阐述了光纤光栅传感器的测温原理;实际应用表明,利用光纤光栅传感器监测电力电缆温度安全可靠、精度高、监测距离远.     

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状,并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理.概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式,并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义.针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足,提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望.     

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状,并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理。概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式,并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义。针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足,提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望。     

光纤光栅温度传感器在开关柜触头及母排温度监测中的应用

设计了用于开关柜母线、静触头温度监测的光纤光栅温度在线监测系统,系统所用光纤光栅温度传感器采用了应变不敏感封装,避免了传感器在安装及测试过程中应变对测量结果的影响,提高了温度监测准确度及可靠性。经测试,采用上述封装结构的光纤光栅温度传感器温度特性与裸光栅温度特性一致,该监测系统至今已连续运行1 a多,工作状态良好。     

电气设备光纤光栅测温系统技术研究

介绍了光纤光栅元件及其测温系统的工作原理、安装、运行和发展前景,并开发研制了硅橡胶光纤绝缘子,解决了光纤耐受工频及大气过电压和封闭式开关柜内部电气设备温度监测的难题。     

光纤光栅测温系统在电力电缆温度在线监测中的应用

介绍了电力电缆温度在线监测系统目前的现状,光纤光栅测温系统的工作原理、主要技术指标及基于光纤光栅测温传感器的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用情况。     

光栅振动解调技术在输电线运动监测中的应用

实现对电力线运动状态的实时监测和预警为建设坚强智能电网提供了重要保障.文章介绍了国内外高压输电导线运动研究现状及监测技术并分析了其技术的不足.提出基于光纤光栅振动传感器解调技术的架空输电线运动状态监测方法,并给出基于此解调方法的输电线路运动状态监测系统的组网图,最后提出该解调方法和监测系统需解决的问题.     

干涉解调技术在光纤光栅传感系统中应用

为将光纤光栅的传感特性应用在结构健康监测系统中,采用迈克尔逊干涉解调的方法,取得0.3950°/με的传感灵敏度,本系统可广泛的应用在民用和国防领域的静态应变和动态应变的检测中.     

光纤传感器的发展及其在电力系统中的应用

光纤传感器几乎对任何物理或化学现象都有敏感作用。它们不仅价格低,而且灵敏度高、坚固、重量轻和具有合适的几何尺寸。它也能抗电磁干扰、防腐蚀、耐高温,可方便地应用于遥测系统。本文介绍在高压电力系统中应用的几种光纤传感器。     

一种高精度光纤光栅传感器解调系统

如何实时检测传感光栅Bragg波长的微小偏移,是光纤光栅传感器实用化面临的关键技术.本文选择线性滤波法解调光纤光栅传感器.为使设计的解调系统具有结构紧凑、便于携带、使用方便、适用于野外作业的特点,并达到系统对测量精度和动态范围的要求,本文采用锁相放大电路和24位高精度A/D转换模块采集有用信号,降低了噪声,提高了信噪比,并且节省了系统的空间.同时,本文采用USB接口模块使数据存储和数据传输方便快捷,满足解调系统用于现场测量的要求.文中给出了系统的硬件设计和软件实现.最后通过实验和数据处理证明了该系统的精度.     

光纤光栅传感信号解调技术研究

针对现有解调系统不能保证驱动电压的周期完整性的不足,提出了一种基于实时参考光路和可调谐FP腔滤波器的光纤光栅波长解调系统设计方案.其中,硬件信号调理电路由二级放大电路和二阶低通滤波电路组成,具有高信噪比、低成本等特点;软件分析处理模块含有实时数据采集、处理及保存功能的高精度上位机程序,并提出了采样点补偿算法使驱动电压能够在任何情况下都以完整的周期驱动.实验结果表明:所提出的光纤光栅波长解调系统最大测量误差为34 pm,测量范围为40 nm,最大调谐速度为100 Hz,能够对光纤光栅波长信息进行实时数据采集与处理,满足工程实际需要.     

高精度光纤光栅振动解调系统研究与应用

为实现工程系统中对振动信号的检测,提出了一种基于衍射光栅的光纤布拉格光栅(FBG)振动解调系统。解调系统通过色散成像原理获取传感器反射光谱,由所设计的嵌入式单元进行信号处理,并通过专用的上位机解调软件完成数据处理与分析。将系统封装为解调仪器,能实际应用于振动信号的探测。所设计的系统波长解调范围为1 525～1 570 nm,波长重复性可达±1 pm,分辨率为0.5 pm,可实现8通道复用测量,最高光谱解调速度可达10 kHz。实验结果表明,该FBG振动解调系统能够高精度测量不同频率与幅度的振动信号,最小可探测应变约为0.319με/Hz^1/2,在结构安全监测等领域具有重要的应用前景。     

面向航天器微小碰撞的飞秒光纤光栅冲击检测系统

针对航天器微小碰撞产生的冲击能量检测问题,设计了一种面向航天器微小碰撞的飞秒光纤光栅冲击检测系统,并对冲击能量进行检测。建立飞秒光纤光栅应变传感及边沿滤波解调模型。使用有限元分析软件对微小碰撞产生的冲击能量分布情况进行理论模拟。搭建冲击检测系统,对飞秒光纤光栅进行冲击能量感知特性测试,利用时域包络提取法分析能量传递特性。实验数据表明,质量为10、20、40、60、80 g的小球分别在同一位置下落时,光栅系统检测到的碰撞信号呈线性增长趋势,经边沿滤波算法反演冲击电压最高可达30.8 mV;同一质量小球在不同位置下落时,光栅系统检测到的碰撞信号呈线性下降趋势,检测到的冲击电压可低至16.5 mV。该系统可实现对微小碰撞产生的冲击能量的检测,对航天器微小碰撞检测问题有一定的参考意义。     

基于F-P可调谐滤波器的光纤光栅解调系统设计

针对某结构应力监测系统,提出应用光纤光栅传感原理来测量结构应力,设计了基于光纤标准具的F-P可调谐滤波器光纤光栅解调系统。利用标准具的稳定性来对F-P滤波器进行标定,消除环境温度对F-P滤波器的干扰。利用DDS原理设计了F-P滤波器的驱动源,产生的三角波分辨率可以小于0.42mV,确保解调系统最终的分辨率达到1pm。设计了光电转换电路,实现了微弱光信号的转换和放大,最后转换成易于采集与显示的电压信号。最终,利用本次设计的解调系统可以实现±3000με的应变测量,测量精度可达到2.59%。     

光纤光栅应变传感器温度补偿

光纤光栅传感器在应变测量方面有着非常广泛的应用。但在测量过程中受温度和应变两种因素的影响,常会导致测量结果的准确度受到一定程度的影响, 不能很好的满足实际需要。采用BP神经网络算法,通过实验样本训练建立神经网络结构,来降低温度对测量结果误差的影响。通过实验验证,在整个传感器温度测量范围内,使用BP神经网络可以有效的降低由温度引起的最大测量误差,使误差可以控制在一定范围内,对传感器的使用具有重要意义。     

光纤光栅测温系统在变压器绕组热点温度在线监测中的应用

简要介绍了变压器绕组热点温度在线监测的重要性,对目前测量变压器绕组热点温度的几种测量方法进行了分析和比较,在此基础上提出将光纤光栅温度传感器粘贴在绕组表面进行测温的方法,并得出了具体的实验数据.