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分布式光纤应变传感技术及应用


  来源: 仪器仪表商情网 时间:2016-05-26 作者:袁明 闫宝东 闫继送
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电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关,“智能电网”是当今世界电力系统发展变革的最新动向,并被认为是21世纪世界电力系统的重大科技创新和发展趋势。智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成、高速、双向通信网络的基础上,将先进的传感和测量技术、先进的设备和控制方法等有效结合,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,并优化电网的运行和管理。由于电力系统网络结构复杂、分布面广,网络上存在着各种各样的隐患,对系统内各种线路、网络进行分布式监测显得尤为重要。如何实时监测这些故障隐患,直接关系到电力系统的生产安全与运行稳定。因此,国内外许多专家学者探索用分布光纤传感器网络与电网相融合建立智能电网,对电网中电缆的应变状态以及温度状态进行监测,实现电网在线实时监测与控制。

2009年,杨黎鹏针对海底电力电缆出现的故障,提出了采用BOTDR技术检测电力电缆内部温度及所受外力的方法。李成林等人也提出了利用BOTDR传感系统通过监测电缆沿线应力大小测量覆冰重量的输电线路覆冰监测方案。蒋奇与徐于超等人提出基于布里渊散射原理的分布式光纤传感技术监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的方案和方法。

2010~2013年,赵宏波与丁健等人提出了使用BOTDR测量多条光缆路由的方法。胡文侃等人设计了基于BOTDA技术的海底电缆监测系统。滕玲等人采用BOTDA监测技术对光缆中光纤的应变进行了监测实验。吴飞龙与徐杰等人搭建了基于BOTDR技术的海缆本体状态实时在线监测系统。

目前,利用分布式光纤应变传感器对电缆进行监测的研究还在逐渐深入当中,随着研究的不断深入,分布式光纤应变传感器将在智能电网中发挥越来越大的作用,既可实现电缆缆的智能化监测,也可以挖掘光纤利用率,便于调度与运行人员实时掌握其运行情况,为电缆的调控、维护、保障提供科学的依据,提高电缆的可靠性。

2.4 在石油领域的应用

长距离、分布式、本质安全的优点令分布式光纤应变传感器在石油领域中也有着很大的应用潜力,国外很多学者也对分布式光纤应变传感器在石油领域的研究投入了很多的精力,国内一些专家也开始进行在该领域的应用研究,但总体来说,分布式光纤应变传感器在石油领域的应用研究尚处于起步阶段,虽然已经有一些工程应用研究出现,但距离大规模推广还存在一定距离。

2009年,魏源利用BOTDR技术搭建了套管应力监测系统。

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