光纖傳感器在電力新能源中的應用

趙鵬

【摘要】：伴隨著經濟的高速增長，智能化測控系統逐漸完善，對于傳感器的要求已經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、側功率以及監測系統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

光纖傳感器系統作為高科技產物，不僅能實現電纜載流量的優化配置，也能建構實時監控框架，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，提高經濟適配性，進一步為我國電力產業發展奠定堅實基礎。

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過光纖直接送入調制區域，從而在外界被測參數和調制機構之間搭建有效光作用，基于兩者的調制信息，有效對其進行無理數據解調，實現設計結構的有效應用。

1.2光纖傳感器優勢特征

（1）光纖傳感器具有較強抗電磁干擾能力，在實際數據處理和設備管控過程中，光纖傳感器實現數據傳輸和信息處理的主要路徑就是光源，且本質上是電絕緣，其自身電磁場對光傳輸信號不會產生任何影響，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境中有效工作，也是光纖傳感器一大優勢，正是基于其天然特征，在內蒙古地區一些惡劣的環境中也能有效使用。（2）光纖傳感器體積小且結構簡單，光纖傳感器不會出現多余結構，整體調制解調效果也較好，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量級為幾百微米，并不會對被測結構產生任何影響。在光纖傳感器使用過程中，能提升傳遞效率，保證傳遞質量，從而進一步優化光纖傳感器對信息的處理效果。（3）光纖傳感器最大優勢就是耐腐蝕，本身外層結構是高分子材料，環境酸堿度對其不會產生影響，就算是長期浸泡在酸堿環境中，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展進程中，傳統系統調制寬帶數量級控制在載波頻率數值的%（百分之幾），而光纖傳感器在實際應用過程中，傳統射頻和微波頻率都能高出一部分數量級，特別是能實現有效的時分和頻分復用，能實現大容量檢測系統要求，保證傳輸效果的同時，進一步提高傳輸質量。

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能得到有效降低，具有較好實用價值和市場優勢。在對其進行分類時，關鍵依據傳感器的傳感原理。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測功能，能借助有效信息傳遞路徑對數據進行綜合處理，最大優勢就在于保證監測項目完整度和可靠性，且整體運輸過程較為穩定。第二類，傳感器屬于傳光型，在數據和信息傳遞過程中，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域溫度進行監測，在運行監控系統過程中，要對發電廠以及變電站等區域的電纜夾層和電纜隧道溫度進行測量和集中監控。要想有效地對電纜進行集中監控，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，并利用曲線形式表達電纜負荷電流，從電流具體數值對導體溫度系數進行有效估算，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電力系統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，基于其自身規格和能耗較小，且具備較好的抗干擾和組網能力，不僅整體頻道較寬，測量中也能實行有效遙測。內蒙古地區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，能實現遠程控制和系統監控，提升檢測數據穩定性的同時，確保數據安全可靠。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，進一步提高內蒙古地區供電項目穩定性。

2.3光纖傳感器在電力新能源監測中的應用

電力系統光纜種類較為繁雜，加之內蒙古地區氣候條件較為多變，對光纜檢測要求較高，在監測過程中，不僅要保障檢測數據和信息實時有效，也要集中處理檢測設備安全難度和具體要求，地方電力系統運行項目中通常采用光時域反射進行集中監測，能一定程度上取代人工監測中的成本負擔，并有效優化光纜監測效率。值得一提的是，在應用光纖傳感器進行新能源監測過程中，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

一個國家的經濟發展離不開穩定而有效的電力供應。從現代發達國家的實踐經驗可以看到，光纖傳感器本身對于電力供應穩定的重要性，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節出現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有的電網以及傳輸線纜進行維修，從而保證了電力傳輸的可靠性和安全性。

【參考文獻】：

[1]江軍.基于側邊拋磨光纖布拉格光柵的高靈敏度變壓器油中溶解氫氣傳感器[C].2015：1-6.