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光纤传感器在电力新能源中的应用研究

时间:2018-02-06 17:10:02

 摘 要:随着科学技术的迅速发展,光纤传感器也逐渐开始在各个部门、各个领域被广泛的应用,这也极大的促进了该行业与相关领域的发展。在电力新能源中,光纤传感器也日渐的被应用起来,并逐渐发挥了其作用,促进了电力新能源的发展与进步。本文意在从光纤传感器这一概念本身入手分析其自身的优点及其优越性,进而重点分析光纤传感器在电力新能源中的应用。

关键词:光纤传感器 电力新能源 应用

随着社会经济的迅速发展,新能源被国家和社会日益的重视。尤其作为电力新能源中,为了更好的适应时代与社会的发展要求,满足广大人民群众的需要,它逐渐采用了一系列的新的技术设备和管理,其中光纤传感器在电力新能源中的应用则为一种新的大胆尝试。

要让光纤传感器在电力新能源领域充分发挥其重要的作用,还要求必须对光纤传感器这一概念进行系统的分析与研究,明确其优越性,进而感受光纤传感器的强大魅力与魔力。

1 光纤传感器的概念及其自身的优越性传感技术是当今世界发展最为迅速的高新技术之一,同时也是极具发展和使用前景的技术之一,它在当今国际社会中越来越发挥着其重要的积极作用。而作为光纤传感则属于传感技术的一种,在20 世纪70 年代后开始逐渐被人们所认识和应用,作为光纤传感器的基本工作原理是:作为光波的传播媒介——光纤,它除了具有传播媒介的功能之外,还具有其自身的特性,它在光线传播中的一些参数值会因外界环境、信息等的变化而不断的发生变化,比如振幅、相位、偏振态以及波长等参数则会受到温度、压力、应变、声音、磁场等一系列因素的变化而相应的发生改变。

也正是由于这些改变的出现,才使得能够更加清晰的分析发生作用的外界物质,进而对于物质的相关性质、包括物理性质和化学性质等一系列的属性,都可以通过这一性质和特点进行分析并得出结论。这也是光纤传感器被广泛的应用的原因之一。

与传统的传感器相比,光纤传感器也有其自身的优越性。比如在抗电磁干扰方面,由于电磁辐射的频率会远远低于光波的频率,因此当有光在光纤中进行传输时所受干扰也将极低,甚至在某种程度上可以忽略不计。在电绝缘性能上也具有其自身的优点,因为作为光纤本身就是由电解质构成的,因此具有较强的安全性。作为光纤传感器,其传感器端也无需供电,是不需要任何原配件的,其自身就能将信号的传输与传感融为一体,具有较强的便捷性。同时其还具有体积小,重量轻,耐腐蚀,化学性能较为稳定的特点,再加上作为光纤传感器而言,传输的损耗相对较小,但容量却很大,甚至在某种程度上可以实现远距离的遥控监控和多点分布式测量等,测量精度高,范围广,可以反复进行监测等等,这一系列的优点都使得它能够在各个领域被广泛使用,也能在各个领域充分发挥其强大的力量和优势。

2 光纤传感器在电力新能源中的应用因为光纤传感器具有其它设备所无法比拟的优越性,因此也正在逐渐的被各个领域所应用。电力新能源,作为国家新型的能源资源产业,对国家社会经济的发展与进步也必将具有十分重要的积极作用。光纤传感器在电力新能源中的应用,将更有力的推动电力新能源的发展,促进社会经济的发展。

2.1 光纤电流(磁场)传感器在电力新能源中的应用

作为光纤电流(磁场)传感器,其主要是利用法拉第效应而进行的。众所周知,在法拉第效应中不难看出,电流所产生的磁场会引起该磁场中的光纤中线偏振光的旋转,根据监测到的偏转角的大小就可以得到相应的电流的数值。但是在传统的传感器中,由于其自身的局限性,在监测的过程中也会受到各种来自自身以及外界因素的制约,因此很难保证其监测数据的精准性,这在很大程度上也会影响电力新能源行业和领域的发展。而作为如今光纤感应器的使用,能够将有关的信息通过激光器发出的激光,在起偏器的作用下,变成线偏振光而输出,在经过显微镜将各种光聚合在一起,并翻制在单模光纤中,之后再将其环绕在高压载流导体之上,受磁场等外力的作用再将其从光纤的另一侧进行输出,之后再发挥第二组显微镜的优势,将输出的光线翻制在渥拉斯顿棱镜上,经过处理进入光探测器。在这一过程中,既能在某种程度上摆脱各种外界因素的影响,确保其测量的安全性,同时将其应用在电力新能源中,有利于极大的提高电力能源的生产效率,促进该行业的发展。

2.2 光纤传感器在电力新能源光缆监测中的应用。

作为资源的使用,特别是电力新能源的生产与发展,这与光缆线路能否正常工作具有十分重要的关系。因此,必须要做好光纤电缆的监测,及早发现其可能存在的问题,也只有这样,才能有效的预防、预报以及预测可能会出现的线路故障。在传统的传感器中,由于其自身的安全性能和稳定性能较差,非常容易受到外界因素的影响和制约,因此,对于电力新能源的光缆监测来讲,其光缆地处的环境、天气、温度等都会使得监测的结果有所不同,很难保证其监测数据的准确性。而作为光纤传感器在电力新能源光缆监测中的应用,又因其自身的特性,更能适应复杂多变的外部环境,更能保证其监测的准确性。

在当前,我国电力新能源光缆监测主要采用的是人工方式用光时域反射计进行光纤的监测,尽管其较传统的监测具有了一定的进步,但是在监测的准确性及稳定性等方面仍有待于进一步的提高。相信,光纤传感器一定会以其自身的优越性在电力新能源光缆监测中被越来越广泛的使用。

2.3 光纤传感器在电力新能源温度和应变测量中的应用

光纤传感器有其传统的传感器无法比拟的优越性,因此在国外已经被越来越广泛的使用。然而,在我国,由于我国的科学技术水平还不太高,尤其是在光纤传感这一高新技术的研究领域技术还没有十分成熟和完善,再加上人们的接受能力有限,这就使得光纤传感器在我国的应用范围相对较小,并没有真正的在全国进行推广与实施。尤其是近些年,恶劣天气不断的出现,给全国各地都带来了难以估量的损失,这其中一部分原因也可以归结为光纤传感器在这种天气中并没有被使用。如果将光纤传感器广泛的应用于全国各地,尤其是在一些恶劣天气到来时,光纤传感器可以得要有效的运用,包括自动准确的进行对高压电缆温度和应变测量中进行有效预报,这将在最大程度上降低对电力新能源建设的损失。因此,作为光纤传感器在电力新能源中的应用必将具有十分重要的价值和光明的前途。

2.4 光纤传感器在电力新能源功率中的应用

电功率是为了实现电力系统中能量的转换以及进行基本的电量传导,对电功率进行有效测量,具有较为重要的社会意义。因此,作为电功率的监测,尤其是对于电力新能源的电功率的监测则更加重要,它不仅需要自身的规格与能耗要小,还要具备较强的抗干扰能力和较强的稳定性,同时还要具备一定的建网能力,不仅整体的频率要较宽,更需要能够在监测的同时还能进行远程调控。作为光纤传感器则是完全符合这一条件的技术。这一技术在国外已经被广泛的使用了,在我国内蒙古地区也已经将其应用在测温元件改造项目以及智能变电站的建设项目中,基本能够实现远程遥控。相信,随着社会科学技术的进步和电力新能源的不断发展,光纤传感器在其功率的监测中也必将发挥重要的作用。

3 结 语

光线纤传感器作为新兴的高新技术,具有传统传感器所不具有的优势。作为电力新能源这种新兴的能源产业,具有较为远大的发展前景。若将二者有机的结合起来,让光纤传感器在电力新能源中广泛的应用,充分的发挥光纤传感器在电力新能源中优势作用。相信:在不远的将来,光纤传感器的广泛使用必将极大的促进电力新能源的发展。

参考文献:

1]刘中胜,张岩. 光纤传感器在电力新能源中的应用[J]. 工业c,2016(05):66.

2]高原,雷亮. 光纤温度传感器在电力设备安全监测中的应用[J]. 科研,2017

02):311.作者简介:蔡宁(1988—),男,湖北武汉人,本科,助理工程师,研究方向:电力系统发电机组、能源开发等。



  工业指南  蔡 宁
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