分布式光纖傳感技術在電力電纜監測的運用探討

齊勇智

摘要：隨著時代的發展，電成為支撐國家健康運轉的重要能源，為了緩解能源緊缺和環境污染問題，當前“電”已被廣泛的運用于工農業生產活動中，電網系統的正常運行與人們的切身利益息息相關，有時甚至會影響社會的健康運轉。近年來，隨著國家對外開放程度不斷擴大，國內各行各業發展勢頭越發迅猛，加大了對能源的需求，為了保證社會穩定運行，政府加大了電力工程的投資力度，我國已經建立了覆蓋全國的電網系統，隨著電網的擴大，電力電纜越來越多，如何對其進行監測，保證其正常運行成為當前人們關注的焦點，隨著科學技術的進步，原有的監測技術已無法滿足時代的需求，分布式光纖傳感技術作為電力電纜監測的一大突破口，準確把握該項技術，提高工作效率和工作質量，實現精準定位，減少安全事故的發生率，推動社會良性運轉。

關鍵詞：光纖傳感技術；電力電纜；監測；運用

前言：電力電纜分布較廣，如何對其進行精準監控一直困擾著民眾。隨著科學技術的進步，人們加大了對電力電纜監測技術的研究力度，致力于打破以往電力電纜監測技術的局限，簡化監測環節，提高監測質量，分布式光纖傳感技術的出現為電力電纜監測工作提供了新的發展契機，科學分析分布式光纖傳感技術，準確把握技術要點，以便最大程度的發揮該技術的功用，對電力電纜進行全面科學監測，推動監測工作向自動化智能化科學化方向靠攏，進而保證電力系統運行穩定，盡可能清除安全隱患，保證人類社會穩步向前運行。

一.分布式光纖傳感技術

分布式光纖傳感技術是以光纖為載體傳播信號的新型傳感技術，采用OTDR技術，通過研究光纖的溫度和應變的變化情況，確定其位置[1]。就目前分布式光纖傳感技術而言，主要有分布式瑞利散射傳感技術、分布式布里淵散射傳感技術及分布式拉曼散射傳感技術三種，當前它多被應用于電力行業、公路建造業及天然氣行業，如變電站和發電廠人們經常會看到它的身影，人們運用光纖傳感技術多是借助溫度對其進行分析，它相較于傳統的測溫方法而言，適應能力較強，能在易燃易爆環境進行監測，當前它已然成為電力電纜監測中的重要技術。

二.分布式光纖傳感技術在電力電纜監測中的運用

光纖傳感技術興起于上世紀七十年代，它是在光線通信技術的基礎上發展而來的，通過分析光波，準確判斷溫度、位置、應變等，當前光纖光柵傳感器、布里淵傳感器及拉曼散射傳感器是最常用的監測裝置，像光纖光柵傳感器精確度高、抗干擾能力強在電力電纜監測中應用最為廣泛，像某電力企業工作人員在進行電氣電纜監測實驗時，借助串聯的光纖光柵模板實現實時監測，改變了傳感器的原有形狀將其尺寸設置為40mm×10mm，不僅有效的提高了傳感設備對電氣電纜形狀的適應能力，同時還有效的提高了其精準度，其測溫范圍擴大至-30℃～200攝氏度，如某電力電網由于局部絕緣設備出現問題，致使局部電纜極速升溫，燃點超過絕緣設備的承受值，引發火災，造成嚴重的經濟損失，如果應用分布式光纖傳感技術對電力電纜進行實時遠程監控，設置相應的預警系統，總結以往工作經驗在問題多發區，配備相應的消防設備，以便在接到預警信號時及時斷開連接，以最快的速度到達事故地進行針對性處理，將損失降到最低。隨著時代的發展，光纖光柵技術也得到了一定的優化，2008年韓國人Kwang Yong Song提出了動態光纖光柵技術，進一步提高了其精確度，當前被多數人應用于電力電纜檢測中[2]。

布里淵傳感器在電力電纜監測中的應用也較為廣泛，其優點在于遠距離監測，空間分辨率較高。隨著時代的發展，人們不斷對該傳感進行改進，當前其空間分辨率已經精準到厘米，精準度較高，而且該傳感器能同時對溫度和應力兩項內容進行監控，雖然其精準度較高但由于該項技術還不夠成熟成本較高，因此還未普及，當前人們多用布里淵傳感器監測海底光纜。像當前人們多借用OTDR技術對海底電力電纜進行監測，對于海底電纜來講多會受到人為因素的破壞，如捕魚或船舶拋錨都會對海底電纜產生影響，航道和海峽地區尤其是海上交通要道，其海底電纜經常會出現故障，多數情況下人們難以確定海底電纜故障的準確位置，加大維修人員的工作難度和工作量，同時也會加重經濟負擔，運用布里淵傳感器對其進行精準定位，便于后續維修工作順利進行，有效提高工作效率和工作質量。在布里淵傳感技術的基礎上人們設計了布里淵光時域分析儀，在保證其精準定位的前提下擴大了其傳播距離，當前其傳感距離高達100km，空間定位也有了很大的提高。

拉曼傳感器也是較為常見的電力電纜監測裝置，該傳感器最大的優點便是全方位監測，人們借助該傳感技術能對整個電力電纜系統進行全方位監測，其分辨率較高，近年來受人們歡迎[3]。當前已被廣泛的應用于高壓、地下及海底電纜監測中，但在實際使用時受制距離無法實現遠距離監測，眾所周知我國國土遼闊，偏遠地區電纜分布范圍較廣且布局較為復雜，由于缺乏嚴格的管控機構人們忽視了電纜的監測，但某電力企業在對偏遠地域進行電纜監測時，

選用拉曼傳感器進行遠距離監控，殊不知其該傳感技術其最遠監控距離僅為6km，以至于監控不到位，電纜起火，由于距離較遠，補救無法及時到位，造成大范圍電纜損毀，不僅影響人們正常的工作和生活，同時也造成嚴重的經濟損失。因此，根據實際情況選擇最佳的傳感設備，以便最大程度的發揮其價值，實現精準監測，有效節省人力、物力和財力，推動社會良性運轉。

三.結語

總而言之，隨著科學技術的進步，分布式光纖傳感技術在近幾年有了很大的改進，并廣泛的應用于電力電纜監測中，加大對傳感技術的研究，根據電力電纜監測的實際需求，選擇經濟適用的傳感技術，以便最大程度的發揮傳感技術的價值，優化電力電纜監測工作，提高監測水平，進而推動電力系統穩定運行。

參考文獻：

[1]鄧紀倫， 翁志輝， 金智群. 基于分布式光纖傳感技術的電纜隧道安全狀態在線監測系統[J]. 自動化與信息工程， 2015， 36（5）：24-28.

[2]段紹輝， 田杰， 周正仙，等. 分布式光纖傳感技術在電力電纜監測的應用[J]. 激光雜志， 2014（3）：47-48.

[3]顧勝堅， 江友華. 基于分布式光纖的電力電纜健康狀態監測與可視化技術研究[J]. 儀表技術， 2017（1）：1-4.