FBG输电线路覆冰监测拉力传感器.pdf

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1、《电气开关》(2014．No．4)文章编号：1004—289X(2014)04—0001—05FBG输电线路覆冰监测拉力传感器蒋建，沈坚，韩宏量(杭州市电力局，浙江杭州310009)摘要：相比于传统传感器，光纤光栅具有抗电磁干扰能力强，测量范围广，绝缘性能好，使用寿命长等诸多优势。对耐张塔处进行了受力分析，将光纤布拉格光栅(FBG)应用到输电线路中，设计新型的基于FBG的输电线路覆冰监测传感器，对恶劣冰雪天气下的输电线路覆冰监测具有重要意义。关键词：输电线路；覆冰；FBG；拉力传感器中图分类号：TP212文献标识码：BDevelopmentofIceMonitoringTens

2、ionSensorofOverheadTransmissionLinesBasedonFBGJIANGJian，SHENJian，HANHong—liang(HangzhouElectricPowerBureau，Hangzhou，310009，China)Abstract：Comparedwiththetraditionalsensor，FiberBraggGrating(FBG)iselectromagneticallyimmune．Besides，ithasawidemeasuringrange，abetterinsulationpropertyandalongerlif

3、e．Thispaperanalyzesthestressofthetensiontower，andhasdevelopedanFBGtensionsensor：Itwillbemeaningfultobeusedtomonitorthetransmissionlineicingunderbadweather．Keywords：transmissionline；icing；FBG；tensionsensor方大部分地区的十几个省遭遇了百年不遇的持续低温1引言雨雪灾害，持续时间长达23天，从配电网到500kV主输电线路覆冰一直是世界性电力企业关注的重要骨干输电线路都遭到了大规模的破

4、坏，贵州500kV电问题之一。1998年1月，美国东北部和加拿大东南部网基本瘫痪，华中、华东电网几十条500kV线路倒塔、遭受史无前例的暴冰事故，冻雨持续6天，降水量惊倒杆、解列和停运，最大电力缺口接近4000万kW。全人，Hydro-Quebec的电力网络超过3000km受到冰灾国范围内有3万多条10kV及以上电力线路、2千多座的影响，共1000座高压输电杆塔、30000座配电杆塔35kV及以上变电站停运，10kV及以上杆塔倒塌及损倒塌，4000台变压器需要修复，美国20条主干路、坏30多万基，其中110—500kV电压等级的共8千多13000座电线杆、1000台高压设备和5

5、000台变压器受基，导致3330多万户、约1．1亿人停电。此次雪灾造损，共造成470万加拿大人和50万美国人受到停电影成国家电网公司直接财产损失达104．5亿元，灾后电响，40万居民停电超过两星期，给美国、加拿大造成的网恢复重建和改造需要投入资金390亿元。经济损失共约35亿美元。德国2005年11月的冰雪输电线路覆冰在线监测可以为工作人员提供线路灾害造成超过70条输电线路倒塌，20万人受停电影详实准确的覆冰情况，极大地降低运行维护人员的工响。此外，俄罗斯、法国、冰岛和日本等都曾发生严重作强度，并达到覆冰观测的实时性和有效性，便于及时的覆冰事故¨J。采取措施，降低损失。我国幅员

6、辽阔，110kV以上电压等级输电线路总光纤光栅具有抗电磁干扰能力强，测量范围广，绝长度超过6O万千米，受大气候和微地形、微气象条件缘性能好，使用寿命长，对波长进行编码，光源强度的的影响，输电线路覆冰灾害频发。2008年初，我国南波动、损耗等不会影响测量结果等优点，在通信和传感2《电气开关》(2014．No．4)领域有着极其广泛的应用。鉴于光纤光栅的诸多优冰实时综合监测系统，从多方面各个覆冰时期对输电点，将光纤光栅应用到输电线路中，研制新型的基于线路覆冰采取实时监测。FBG的输电线路覆冰监测传感器，对恶劣冰雪天气下除了以上一些直接监测导线覆冰的方法外，国内的输电线路覆冰监测具有重

7、要意义。外还有许多间接测量方法：具体的如魁北克使用无源覆冰监测仪(PIM)，利用金属柱模拟导地线，金属板模2国内外研究现状拟结构部件来测量径向等效冰层厚度、形状和物理特2．1输电线路覆冰在线监测研究现状性等¨¨；挪威的利用钢管架记录覆冰量，再转换成实从覆冰监测的原理上分，现有的直接监测输电线际的输电线路的等效覆冰厚度¨。等等。路覆冰状况的方法主要有：视频监测法、称重法、弧垂2．2光纤光栅输电线路状态监测研究现状法等等。光纤光栅是利用光纤材料的光敏性(外界入射光视频监测法是最直观、最易于实现，