光纤传感器在电力新能源中的应用研究 王磊

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:王磊
[导读] 摘要:随着科学技术的飞速发展,光纤传感器得到了广泛的应用,对于推动经济的发展具有重要的意义。
        陕西渭南澄城县供电分公司  715200
        摘要:随着科学技术的飞速发展,光纤传感器得到了广泛的应用,对于推动经济的发展具有重要的意义。对电力新能源来说,光纤传感器的应用有助于推动电力新能源的而稳定发展。基于此,本文对光纤传感器在电力新能源中的应用展开分析。
        关键词:光纤传感器;电力新能源;应用
        现如今随着经济社会的飞速发展,人们对电力能源的需求不断提升,新能源得到了人们的广泛重视,新能源的应用符合可持续发展战略要求,同时能够满足广大用户的需求,随着其技术水平的不断进步,对新型技术、设备的应用愈加广泛,光纤传感器便是一种新型设备。为了充分发挥光纤传感器的作用,则需要极大研究力度,全面分析,掌握其具体应用方法,推动电力行业的稳定发展。
        1. 光纤传感器概述
        1.1 基本原理
        在光纤传感器运行阶段,其主要原理为光源通过光纤直接进入调制区域,进而在外界被测参数与调制机构间建立有效广作用,以两者调制信息为基础,对无理数据进行有效调节,进而实现对结构的优化设计[1]。
        1.2 优点
        光纤传感器主要是通过光传输网完成数据的传输,在实际运行阶段,确保网络宽带得到扩展,达到数量级。近些年来光通信技术发展迅速,作为重要元件,光纤传感器得到了广泛的关注,同传统传感结构相比,其优势主要表现在下述几个方面。(1)具有一定的抗电磁干扰性能。在数据处理和设备管控阶段,光纤传感器进行数据传输和处理的主要方式为光源,本质为电绝缘,自身电磁场并不会对光传输信号产生影响,可以确保运行的可靠性。除此之外,信息收集和传输阶段并不会受到电磁场的影响,对外界电场的影响也非常小,因此在恶劣环境中同样适用。(2)其体积小且结构简单,并不存在多余重复结构,整体调制解调效果理想,光波遇到信号装置后返回,有助于降低能耗,光纤外径运行时数量级为几百微米,并不会影响到被测结构。因此光纤传感器的应用有助于提高传递效果和质量,提高处理水平。(3)具有良好的耐腐蚀性,因为其外层结构主要为分子材料,环境酸碱度不会形成影响,同时设备本身的耐久性较好,不会因为其他因素的影响出现老化情况,整体系统处理模式和结构较为稳定,设备维护成本较低,具有可重复利用性,经济效益良好。(4)具有分布式测量优点。同传统传感器进行对比,光纤传感器在传输方面具有明显优势,主要表现在对内部复用技术的使用,能够对空间及时间进行无限自由传输[2]。除此之外,相同的光纤结构可以实现对不同光纤传感器的攻台作用,并通过时间复用技术和空间复用技术有限提高运行效果,保证布线问题得到有效处理,运行维度与实际要求相符,同时有助于提高组网效果,保证计算机与运行模式之间的有效连接,提高系统整体稳定性,满足管控工作要求。
        1.3 类型
        光纤传感器的主要类型包括传感型、传光型、通过背向瑞利散射技术进行传感。三种技术方式在实际运行过程中其运行原理与模型具有一定的差异,在实际选择阶段,需要根据具体情况建构完善的需求框架,保证技术操作的针对性和稳定性。
        2. 光纤传感器在电力新能源中的有效应用
        因为光纤传感器具有其他传统设备无法比拟的优势,因此得到了诸多领域的广泛应用。电力新能源属于国家新型能源产业的主要组成部分,对于推动国民经济的发展具有重要意义。在电力新能源中应用光纤传感器,有助于促进电力新能源的发展,推动国民经济的发展。
        2.1 光纤电流(磁场)传感器的应用
        对光纤电流(磁场)传感器来说,其主要原理为法拉第效应。

电流形成的磁场会导致该磁场中光纤中线偏振光的旋转,结合监测偏转角大小便能够获得相应的电流数值。但是对传统传感器来说,因为受到局限性因素的影响,监测阶段会受到很多本身或者外界其它因素的影响,因此无法确保监测数据的准确性,因此对电力新能源行业的发展造成阻碍。现如今通过对光纤传感器的有效利用,能够将相关信息通过激光器发出的激光,基于起偏器的作用,转化为线偏振光有效输出,通过显微镜将各类光进行聚合,并翻制在单模光纤中,之后将其围绕在高压再留导体上,受到磁场等外力因素的影响从光纤另一侧输出,之后发挥第二组显微镜优势,使输出光纤翻制于渥拉斯顿棱镜上,通过处理进入光探测器。该阶段不但能够消除外界因素的影响,为测量提供保障,同时应用于电力新能源中,有助于提高生产率[3]。
        2.2 电力新能源光缆监测中的应用
        光缆线路是否处于正常运行状态下对资源的使用和电力新能源的发展来说具有重要意义。所以需要做好对电缆的监测工作,及时发现存在问题,这样才能有效预防故障问题。对传统传感器来说,因为其本身不具有良好的安全性和稳定性,容易受到外界因素的影响,所以在光缆监测过程中,气候、温度等都会影响到监测结果,无法保证其准确性。将光纤传感器应用于电力新能源光缆监测中,因为其独特的优势,可以适应复杂的环境,有助于为监测结果的准确性提供保障。结合现状分析,我国电力新能源光缆监测多通过人工方法使用光时域反射计进行监测,其监测准确性仍然有待提高。所以光纤传感器凭借其自身优势在光缆监测中的应用愈发广泛。
        2.3 在电力新能源温度和应变测量中的应用
        相较于传统传感器光纤传感器具有明显的优势,在国内外逐渐得到了广泛的应用。但是因为受到科学技术的因素的限制,我国关于光线传感技术的研究和应用尚未完善,因此光纤传感器在我国应用范围较小,难以在全国范围内广泛推行。特别是近些年来极端、恶劣气候频率的增加,带来了巨大的损失,其中光纤传感器没有得到广泛应用也是主要因素之一。如果得到了广泛应用,遇到恶劣气候时可以发挥其优势,自动准确地进行高压电缆温度和应变测量,进行准确预报,有助于减少损失。
        2.4 在电力新能源功率中的应用
        电功率的主要作用在于保障电力系统中能量的有效转换,进行基本的电量传导,对电功率进行测量,具有十分重要的作用。所以在监测电功率时,对电力新能源电功率进行监测尤为重要,不但需要保证自身规格和能耗较小,同时还需要具备一定的抗干扰性能和稳定性,除此之外还需要具备向好的建网能力,不但整体频率保持较宽,并且在监测的过程中能够实现远程调控。光纤传感器完全能够满足上述要求,该技术在国外得到了广泛应用,我国部分地区也开始将其应用于测温元件改造项目和智能变电站建设项目中,能够实现远程调控[4]。随着科学技术的不断发展和电力新能源的发展,光纤传感器也将会在功率监测中发挥重要的作用。
        3. 结语
        综上所述,光纤传感器的应用有助于提高电力新能源中电能输送的稳定向,有助于保证系统设备运行的安全性和稳定性,实现对电功率等专业数据的有效测量,及时发现电力传输阶段存在的问题,保证在故障问题发生前进行及时维修。因此相关部门需要加以重视,充分发挥光纤传感器在电力新能源中的作用,推动电力新能源的可持续稳定发展。
        参考文献:
        [1]刘程鹏.基于数字信号处理技术的光纤传感器故障辨识[J].现代电子技术,2019,42(17):43-48.
        [2]赵展,卜树坡,刘昊.基于光纤传感器的电力电缆故障在线测距系统[J].电测与仪表,2017,54(13):75-78,84.
        [3]王瑨.光纤温度传感器在电力设备监测中的应用[J].自动化应用,2018,(6):60-61.
        [4]陈华.电力电缆光纤光栅测温在线监测系统[J].电力系统装备,2019,(10):11-12.
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