知晓：光纤传感技术在电力安防中的多样化应用

guozhiwei · 发表于 2023-7-4 17:04:06

　　电力行业是国民经济的命脉所在，是支撑整个社会运行最重要基础行业之一。近年来随着我国经济的飞速发展，居民生活水平的迅速提高，电力需求在不断增加，电力工业因此得以迅速发展，发电厂、变电站及配套线路大量建设，电力网络的覆盖范围也迅速扩大，电力行业安全监控的重要性也越来越明显。雨量监测站的最新消息欢迎进入网站了解，网站有专业的客服人员进行详细的解答！

　　由于自身性能优势，光纤传感技术可以十分方便地实现对整个行业的多项安全监控，可以整体解决电力行业从生产到防范各个环节的综合平安监控，因此得到电力行业的广泛重视，并开始被广泛应用。

　　电厂环境复杂安防设备受限

　　平安防范自是重中之重，电力作为国家重要的能源供给设施。保证供电系统的平安运行已经成为电力管理部门的首要任务。国电力行业在安防系统中一直走在前列，需求与功能也随着信息技术的发展而不时完善与提高，保守的人力管理已经无法符合电力应用的智能化、数字化的趋势。

　　电网企业大多已经实现了对远程变电站/电网发电机组的遥测、遥信、遥控、遥调，随着电力系统自动化建设和改造不时发展完善。即四遥功能。当前，各企业为了提高劳动生产率，增加经济效益，开始对电力生产实现无人值守模式或者远程遥控操作，网络视频监控系统-五遥作为对四遥的进一步补充和完善，越来越广泛地被电力用户应用到电力综合生产管理调度之中。

　　电力行业的监控也主要还是以变电站监控为主，但是目前。而电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成。而作为电力生产不可或缺的各环节，一些环节的平安防范还存在缺失，或者低层次技术应用阶段，缺乏一些技术先进、平安可靠的平安防范手段。

　　中国已经经历了一轮电厂投建及改扩建的高峰期，首先从发电环节。一批火电、水电、核电、风电以及其它能源发电厂相继建成投产。电厂往往投资规模巨大，对平安生产和设备财富保有的要求很高，然而各电厂因其生产组织形式不同，工业环境有着其各自的异同。相同的电厂一般占地范围较大，大规模的装备全厂覆盖的入侵探测报警系统，存在施工、装备以及探测效果的难题。而各电厂的环境因素比较复杂，使得激进一些安防设备的使用受限。

　　发射口易被堵塞，保守的线形对射探测设备。从而失效。而电子围栏以及一些场形探测设备在高频电磁干扰、高温湿润的环境下，易受干扰，造成设备工作的有效性明显受到干扰。因此，发电厂周界平安防范入侵探测报警系统需要装备环境应用性更强的系统。

　　输电线路是电网运行的命脉，然后是输电环节。关系国计民生的关键，输送能源的同时又相当的脆弱，任何外力的破坏，都有可能造成大面积停电，甚至电网瓦解，给地方经济发展和人民群众生活及社会稳定带来巨大危害。外力破坏(如盗窃、施工)环境污染、自然灾害一直是威胁电网平安的重大隐患，并有不断增加的趋势。目前电网企业还缺乏有效的防范手段和防范措施。而对于地震、台风、洪水等自然灾害有可能造成的电网大面积瘫痪，目前还缺乏系统性研究和评估，没有建立相应的预警机制。

　　使用轻巧方便的分布式光纤压力传感器来代替原来的普通探测器阵列已成为可能，随着现代光电传感技术的发展。并因其优越的性能而具有巨大的发展潜力。光纤监测技术是国际上七十年代后期才迅速发展起来的一种现代化监测技术，航空、航天领域中已显示了其有效性。土木、交通、地质工程领域的应用才刚刚开始，并受到各发达国家研究机构的普遍重视，发展前景十分良好。尤其是近年来开发的分布式光纤传感技术，使光纤传感的应用领域得到进一步拓展。

　　无人值守电站

　　运用自动控制技术、微机及网络通信技术实现变电站设备的遥信、遥测、遥调、遥控已经成为变电运行的主流方式，随着科学技术的飞速发展。并已在城、农网建设改造中广泛采用。与此同时，无人值守电站的平安防范也成为应运而生的问题，电力设施、设备遭破坏的情况屡有发生。因此，变电站园区周界入侵探测报警系统，成为保证变电站平安运行的最外层、最必要屏障。

　　无人值守变电站的周界入侵探测报警系统有其一些特殊的性能要求：综合电网调度运行的实际状况。

　　有些处于偏远地区，1变电站多呈分散式分布。环境复杂、气候状况多变。周界入侵探测报警系统要求在湿润、干旱环境下均能良好运行，受风、雨干扰小，不受雷、电影响。

　　一旦周界发生入侵报警，2变电站无人或少人值守。则需调集人力或出动警力赶赴现场，因此要求入侵探测报警系统性能稳定，误报、漏报率低。

　　变电站园区处于高压、强电磁的环境当中，3目前属于无人值守变电站管理模式的多为超高压和高压变电站。要求设备能够稳定、良好运行。

　　集控站分控中心、调度局监控中心、其它职能部门相关领导应能分级、分权限进行监控、调度、报警。4远程监控。

　　同时通过光纤将前端信号传输至监控中心主机主，光纤振动传感技术采用光纤作为前端介质。主机响应后通过电力专网向远程调度中心或市局、上级机构传输信号，实现远程实时监控。

　　高压电塔平安监控系统

　　高压电塔危险性极强，众所周知。别说是靠近塔架，就连塔架附近一定区域都需作无人区隔离，保证一定的平安距离。然而，攀爬塔架的新闻却依然时有发生。可能造成人员伤亡，也有因人道主义救助切断供电而造成的大范围电力中断，给工业生产、人民生活带来干扰。因此，如果能在靠近塔架的无人区域，或者塔架底部布设报警装置，意识到可能有人员进入的早期，及时预警，及时进行干预，将危险及早扼制，对于电力供给的平安运行与人民生活都能起到很好的保证。

　　或者绑扎在高压塔架底部支架上的光缆，光纤振动传感技术通过埋设在无人区高压塔架周围的光缆。有人员进入禁行区，或开始攀爬塔架的时候，第一时间进行报警。安保人员通过监控室显示的塔架位置及时进行定位，并出动人员及早进行干预。能有效将危险及早进行扼制。

　　输电干线平安监控

　　关系国计民生的关键，输电线路是电网运行的命脉。输送能源的同时又相当的脆弱，任何外力的破坏，都有可能造成大面积停电，甚至电网瓦解，给地方经济发展和人民群众生活及社会稳定带来巨大危害。外力破坏(如盗窃、施工)环境污染、自然灾害一直是威胁电网平安的重大隐患，并有不断增加的趋势。目前电网企业还缺乏有效的防范手段和防范措施。而对于地震、台风、洪水等自然灾害有可能造成的电网大面积瘫痪，目前还缺乏系统性研究和评估，没有建立相应的预警机制。

　　采用沿输电线路布设的光纤单芯定位等一系列创新技术，利用光纤传感技术对输电线路进行平安监控。通过对输电线路上发生的触碰(或刮擦)光缆、接头盒、光芯等扰动的实时监测，采集和分析信息，判定扰动发生的位置、类型、强度，以协助线路维护人员及时发现输电线路的破坏行为。该系统解决了当前输电干线平安缺乏有效监测手段的问题，不只能够在事件发生时实时监测、准确定位、智能分析，还可以实现对事故发生的预警，有效解决对线路损毁的预警监测，为安保人员提供告警、智能分析和辅助决策支持。

　　无法进行无源(不需电力供给)定位平安实时监控。装置便利，该系统解决了输电干线远程长距离传输的情况下。只需沿被监测线路布设一根光缆，光缆的两端使用光纤连接器分别接入信号检测子架、信息处置子架(近端)和远端单元(远端)可完成系统装置而不影响线路正常使用。

　　分布式温度传感监测

　　虽然采取了不少平安措施和技术，电力设备平安运行一直是电力、钢铁、石化等行业高度重视的问题。多年来。仍然存在着不少隐患，平安事故仍时有发生。电厂与变电站电缆桥架、电缆隧道、电缆夹层、电缆沟、电缆竖井、开关设备、变压器、电阻排等电力设备在临时的高压中常因发热而老化引起火灾，而一旦发生火灾，除了自身设备的损坏之外，更将因为供电的非正常中断给社会经济发展带来极大的损失。

　　大多数的火灾事故都是由于温度过高引起的火灾形成发展的过程大致分为以下几个步骤：发热—阴燃—冒烟起火—火苗窜起—火势扩大蔓延—大火燃起形成火灾。从该过程分析，经过多年来火灾调查研究发现。如果能够在火灾潜伏期温度缓慢的上升过程中就能即时发现火灾隐患并采取相应措施，无疑是最佳的防范时机。

　　当这些火灾探测器工作时，由于当前使用的激进形式的火灾探测系统”智能化技术滞后。火灾已处于初期甚至中后期阶段，且损失和灾害多数已经发生和形成，无法真实地实时地及早发现和分析并且杜绝初期的火灾事故隐患，故而难以实现其“预警”目的与作用。因此，如何在火灾隐患的潜伏期及时发现并控制火灾的形成，积极主动的行之有效的从根本上杜绝火灾的发生，无疑具有非常重要的意义。

　　而在电力行业的应用场所，激进形式的火灾探测系统其传感部件通常是电磁式元件。设备上都有着高压，周围有很强的电磁干扰，导致保守的探测器误报、漏报时常发生。因此迫切需要有一套可靠的高性能的自动化系统来对电力设备的温度进行有效的实时监测及报警，以便及时采取预防措施，防止火灾及停电事故发生。

　　无论是从测量技术的难度、丈量温度的内容及指标，分布式光纤测温传感技术是目前国际上最先进的测温技术。DTS分布式光纤温度传感完全不同于传统的以电信号为基础的温度传感系统。还是从测量的场所和范围都提高到一个新的阶段。分布式光纤温度传感器系统，能在整个连续的光纤上，以距离的连续函数形式，丈量和显示出光纤上各点的温度值。这种技术只需一根光纤就可以丈量十公里距离的温度。国内外工程应用经验标明，对于电力系统的温度监测，分布式光纤温度传感系统是一种十分有效的监测设备。

　　测知沿光纤分布的各点的实时温度信息。该系统专门应用于区域(多点、线性、面型)测温，分布式光纤测温系统基于目前最先进的光纤、激光和信号处置技术。采用光纤作为温度信息采集的传感器。通过丈量入射激光在光纤中不同距离处产生的散射波。并可以实现对温度引起的过热、过冷、火情隐患等进行预判和报警。

　　分布式光纤测温传感技术具有极好的稳定性和可靠性，大量的实际应用和测试证明。误报率、漏报率极低。加之光纤抗腐蚀、耐高温、无静电和无辐射的特质。使得系统为各种基于温度检测的工业需求提供了稳定、可靠和经济的解决方案。

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