特高强度光纤复合架空地线的研制与应用_徐拥军

光纤传感技术

光纤传感器技术的概况及其特点 常见光纤温度传感器基本原理 1. 荧光式温度光纤传感器 1.1 基本原理 荧光式温度传感探头具有抗电磁干扰、稳定可靠、微小尺寸、长寿命及绝缘性好等特点，光纤温度传感器是利用物质的荧光辐射现象设计的。通常设在光纤的一端固结着微量稀土磷化合物，受紫外光照射后，激励其发出荧光。此荧光强度或余辉时间长度会随温度变化而变化，成为温度的函数，从而计算出被测温度。 1.2荧光式温度传感原理 荧光式温度传感探头是由普通多模光纤和在其顶部安装的荧光物质体(膜)组成。荧光物质接受一定波长(受激谱)的光激励后，受激辐射出荧光能量。激励消失后，荧光发光的持续性取决于荧光物质特性、环境因素，以及激发状态的寿命。这种受激发荧光通常是按指数方式衰减的，称衰减的时间常数为荧光寿命或荧光衰落时间(ns)。因为在不同的环境温度下，荧光寿命也不同. 因此通过测量荧光寿命的长短，就可以得知当时的环境温度。 2. 光纤法布里-彼罗特（Fabry – Perot）传感器 2.1 法布里-彼罗特（Fabry – Perot）腔 法布里-彼罗特（Fabry –Perot）腔是一个常见的光学器件。它是光纤法布里-彼罗特传感器的核心，同时也被应用到光纤光栅传感器当中。了解它的原理和特点将有助于理解以上两种传感器的工作原理和不同应用。 在讨论技术细节之前，读者需要明确以下两点: 1.光在任何界面都会发生反射，在大多数情况下会发生折射。比如光会在水面反射，再比如当光线穿过一块玻璃的时候，会分别在一块玻璃的上下表面同时发生反射。 2.光具有波粒二象性。也就是说光拥有波长λ，相位θ等表征物理量。光在真空中所经过的路程叫做光程 L,当光经过介质，比如玻璃时，光程变为L=n*d。 n 为介质的折射率（均大于1）， d 为光线经历的几何长度。同一单一光源发出的两束光（具有同样起始相位，且频率相同）如果再相遇，将发生干涉。如果他们的光程差是波长的整数倍，意味着他们的相位相等，则干涉的结果是强度增大（最大值）。如果他们的光程差是波长的整数倍+半波长，则干涉的结果是强度减弱(最小值)。对于其余情况，干涉后的强度在最大值与最小值之间。如果同样的干涉发生多次，最终一个均匀的宽频光，在绝大多数波长范围内的光强将变成0，而主要的强度将集中在光程差为整数倍的波长范围内。 所谓法布里-彼罗特（Fabry – Perot）腔就是一个两端为光反射界面的空腔。入射光在两个界面分别发生反射，这两束反射光的光程差就是 L=2Lc*n.? Lc是空腔的长度。由此可见，空腔长度决定光程差，光程差决定相位差，相位差又决定是干涉加强还是干涉减弱。当空腔长度变化的时候，对于同样波长的光，原先的相位差将改变。原先干涉加强极大的两束光将不再达到干涉极大。相反的，波长与原先不同的另外两束光将满足相位差是波长整数倍的条件，因而产生干涉极大。如果能够探测出前后两个干涉极大相应的波长差Δλ，便可计算出空腔长度的变化，从而实现传感。同时，如果两个界面的反射系数很高，也就是说光线在腔内将发生多次干涉，最终只有满足相干极大条件的波长分量得以不为0，其余分量都将

架空输电线路设计要点

架空输电线路设计要点 一、线路路径的选择与杆塔的定位 1 路径选择应采用卫片、航片、全数字摄影测量系统等新技术，必要时可采用地质遥感技术，综合考虑线路长度、地形地貌、城镇规划、环境保护、交通条件、运行和施工等因素，进行多方案技术比较，使路径走向安全可靠，经济合理。 2 路径选择应尽量避开军事设施、大型工矿企业及重要设施等，符合城镇规划，并尽量减少对地方经济发展的影响。 3 路径选择应尽量避开不良地质地带和采动影响区，当无法避让时，应采取必要的措施；路径选择应尽量避开重冰区及影响安全运行的其他地区；应尽量避开原始森林、自然保护区、风景名胜区。 4 路径选择应考虑对邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。 5 路径选择宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路，改善交通条件，方便施工和运行。 6 应根据大型发电厂和枢纽变电所的总体布置统一规划进出线，两回或多回路相邻线路通过经济发达地区或人口密集地段时，应统一规划。规划中的两回或多回同行线路，在路径狭窄地段宜采用同杆塔架设。 7 耐张段长度，单导线线路不宜大于5km；两分裂导线线路不宜大于10km；三分裂导线及以上线路不宜大于20km。如运行、施工条件许可，耐张段长度可适当延长。在耐张段长度超出上述规定时应考虑防串倒措施。在高差或档距相差非常悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段，耐张段长度应适当缩短。 8选择路径和定位时，应注意限制使用档距和相应的高差，避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距，当无法避免时应采取必要的措施，提高安全度。 9与大跨越连接的输电线路，应结合大跨越的选点方案，通过综合技术经济比较确定。 二、导线与避雷线的选择 1 输电线路的导线截面，宜按照系统需要根据经济电流密度选择；也可按系统输送容量，结合不同导线的材料进行比选，通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。 2 输电线路的导线截面和分裂型式应满足电晕、无线电干扰和可听噪声等要求。海拔不超过1000m地区，采用现行国标中钢芯铝绞线外径不小于表1所列数值，可不必验算电晕。 3 大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，其允许最大输送电流与陆上线路相配合，并通过综合技术经济比较确定。 4 距输电线路边相导线投影外20m处，80%时间，80%置信度，频率0.5MHz 时的无线电干扰限值不应超过表2的规定。

500kV输电线路架空绝缘地线

500kV 输电线路架空绝缘地线摘要〕通过对一起500kV 输电线路地线掉线事故的分析，指出了目前输电线 路设计、运行的不足和潜在的安全隐患，并提出若干防止地线掉线、改进防雷性能的对策。同时结合实际情况，对保护OPGW 复合光缆的课题进行了初步探讨。 关键词〕输电线路；感应电压；架空绝缘地线；掉线 500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在东莞站解口而成，是西电东送工 程的重要部分。该线路采用双地线结构，其中型号为LGJ-95/55的普通地线全线绝缘，另一回型号为AY/ST127/28 的OPGW 复合光缆则全线接地。 2004-10-16T 8:50,输电线路巡视人员发现500 kV东惠甲线N102塔地 线由于瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，掉线的地线跌落在导线A 相横担上，地线与A相导线的距离缩小，最大减幅达4 m。由于N102采用ZB1 直线塔型，横担比地线支架长约1.5 m，且前后数基均为直线塔，前后档距 也较小，因而地线垂直跌落后在距离横担边1 m 处，虽使地线对导线的距离减少,却未引发线路跳闸。 1原因分析 1.1架空绝缘地线的感应电压 输电线路上的架空地线，大多数都是在每基杆塔上直接接地的，但接了地的地线会长期流过感应电流，使线损增大。为了减少地线的线损和利 用地线进行高频载波通讯，不少线路都采用了架空绝缘地线。2000 年，500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在500 kV东莞站解口时，将原来一回架空 绝缘地线改为OPGW 复合光缆，通讯功能由OPGW 复合光缆承担，但为了减少线损，另一回仍采用架空绝缘形式。

架空绝缘地线有较高的感应电势，其大小与线路电压、负荷、长度及地线与导线间距离有关。500 kV 东惠甲线由于电压高、负荷重，架空绝缘地线的感应电势可能达到10 kV 级。如此高的感应电压使地线绝缘子实际上相当于被作为导线绝缘子(电压等级为几个10 kV 级的输电线路)使用，造 成对绝缘子电气和机械性能的损伤。 1.2瓷绝缘子电气和机械性能的丧失 (1) 由于所使用的瓷绝缘子为内胶装结构，其胶装粘合剂水泥和钢脚、铁帽、瓷件的热膨胀系数各不相同。温度变化时因各部件热胀系数的差异，将使瓷件受到压应力和剪切应力的作用；水泥的长期膨胀(俗称“水泥生长”) 也使瓷件和铁帽受到局部应力并产生疲劳效应，其绝缘性能随着运行时间的延长会逐渐降低，甚至完全丧失，此时瓷绝缘子处于击穿运行状态。运行中的瓷质绝缘子承受的感应电压越高，其电气性能丧失的时间越短。 (2) 处于临界击穿或已击穿状态的绝缘子的电气性能虽已大幅度下降或丧失，不能满足绝缘的要求，但其机械强度仍然可以满足设计的要求，所以此时地线不会马上掉线。由于胶装粘合剂水泥等填充物的存在，绝缘子有一定的电阻值，在10 kV 级感应电压的作用下，绝缘子出现了比正常接地感应电流大得多的“短路”感应电流。这个感应电流对绝缘子内部会有明显的热作用，热量的积累导致绝缘子温度升高。机电负荷和温升的长 期变化进一步加速了绝缘子的老化，而进一步老化的结果又导致热效应的加剧，从而形成了恶性循环。经过一段长时间或遭受雷击等强电流的作用，胶装粘合剂水泥等填充物因热效应局部融化，失去支撑能力，或因瞬间骤热而发生爆炸，因而产生绝缘子断串。 1.3掉线原因 500 kV东惠甲线的架空绝缘地线采用大连电瓷厂生产的XDP6-7C地线 专用绝缘子，带保护间隙，于1996 年投运。由于绝缘子掉线前2 个月内，当地并未出现雷电，因此掉线原因应该是绝缘子老化，绝缘子填充物局部融化。更换下来的绝缘子与悬垂线夹连接的金属部分有严重锈蚀，上面还残留有泪滴状的绝缘子填充物，绝缘子头部填充物有局部融化的痕迹，这表明高感应电压及其产生的强泄漏电流对绝缘子的老化和掉线起到了重要作用。 2暴露的问题 2.1绝缘子选用不当 500 kV 东惠甲线的架空绝缘地线采用瓷质绝缘子，有多种不利于运行的因素。

110kV线路更换架空地线线夹作业指导书(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 110kV线路更换架空地线线夹作 业指导书(新版)

110kV线路更换架空地线线夹作业指导书(新 版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1范围 本指导书适用于天津电力公司北辰供电分公司110kV线路停电更换架空地线线夹的停电检修作业。 2引用文件 国家电网公司电力安全工作规程（电力线路部分） GBJ233—90《110～500kV架空电力线路施工及验收规范》 GBJ50312—200《110～500kV架空送电线路施工及验收规范》 DL/T5092—1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》 DL/T741—2001《架空送电线路运行规程》 DL/T5009.2—2004《电力建设安全工作规程》第二部分：架空电力线路 国家电网公司110（66）kV—500kV架空输电线路运行规范 国家电网公司110（66）kV—500kV架空输电线路检修规范

天津市电力公司《天津市电力公司架空送电线路运行规程》 3修前准备 1准备工作安排 √ 序号 内容 标准 责任人 备注 1 向调度提出停电申请，并得到许可 根据检修计划 2 勘察现场、查阅资料 勘察现场了解交叉跨越、平行线路、有无影响作业的障碍物等情况，熟悉现场工作环境；查阅作业线路相关的资料，了解掌握所需要的各种数据，熟悉线路设备及参数。 3

光纤传感技术的应用现状

2009.No3６４ 摘要：介绍了提高光纤传输效率的两个途径，指出目前利用光纤通信来进行继电保护的三种方式：光纤纵联差动保护，分相允许式光纤纵联保护，过电压或失灵启动远跳。并简要介绍光纤测温技术的工作原理及其在变压器上的应用。 关键词：光纤维 继电保护 测温技术 由于光纤传感技术的传感与传输信号都是光学信号，而不是传统的电信号，因而具有许多独特的优点，对电绝缘，抗电磁干扰，适合高电压场所；精度高，能远距离传输信号；尺寸小、重量轻，有利于微型化；寿命长、长期可靠性好，适合大型工程长期安全监测等。因此，光纤传感技术得到了高度重视和快速发展，成为国家重大工程、重大装备、武器系统等国民经济诸多领域急需的关键技术之一。 一、提高光纤传输效率的两个途径 （一）４０Ｇｂｉｔ／ｓ　传输系统的发展、挑战与应用。准同步传输体系（ＰＤＨ）利用光纤的单一波长传输速率从８Ｍｂｉｔ／ｓ、４Ｍｂｉｔ／ｓ１４０ｂｉｔ／ｓ，同步传输体系（ＳＤＨ）利用光纤的单一波长传输速率从１５５Ｍｂｉｔ／ｓ、６２２Ｍｂｉｔ／ｓ、２．５Ｇｂｉｔ／ｓ　到１０Ｇｂｉｔ／ｓ。从实际应用来看，４０Ｇｂｉｔ／ｓ　传输系统必须采用外调制器，目前具备足够输出电压能够驱动外调制器的驱动集成电路还不成熟；沿用多年的ＮＲＺ调制方式能否有效、可靠地工作于４０Ｇｂｉｔ／ｓ　系统还不确定，可能需要转向性能更好的普通归零（ＲＺ）码乃至调制效率更高的其他调制方式。除了技术因素外，经济上是否可行也是必须考虑的关键因素。尽管目前我国干线网络的波道利用率已经超过７０％，但是光纤利用率不到３０％，ＳＤＨ　电路利用率不到５０％，因此只需在波分复用层面上扩容即可，光缆网的总体容量依然有余，并不需要立即全面升级到４０Ｇｂｉｔ／ｓ速率。另需认真考虑的因素是光缆的极化模色散特性。对于短距离传输，无须色散补偿、光放大器和外调制器，４０Ｇｂｉｔ／ｓ传输系统具有很低的单位比特成本，上述问题不是障碍。因此，４０Ｇｂｉｔ／ｓ传输系统完全可以由短距离互连应用开始，包括端局内路由器、交换机和传输设备间的互连，乃至扩展至城域网范围和短距离长途应用。 （二）粗波分复用系统（ＣＷＤＭ）技术的发展与应用。随着技术和业务的发展，利用光纤的多个波长进行复用就是ＷＤＭ　技术。目前，１６０波系统已经成熟商用。它正从长途传输领域向城域网领域扩展，作为进一步提高光纤传输效率的另一个主要途径。尽管城域ＷＤＭ　系统的建设成本明显低于长途网ＷＤＭ　系统，但是目前的绝对成本仍然较高，特别是需要使用光纤放大器的长距离应用成本较高。此外，当前在网络边缘需要整个波长带宽的用户和应用毕竟很少，ＷＤＭ　多业务平台主要适用于核心层，特别是扩容需求较大、距离较长的应用场合。为了进一步降低城域ＷＤＭ　多业务平台的成本，出现了ＣＷＤＭ　粗波分复用系统（Ｃｏａｒｓｅ　Ｗａｖｅ　Ｄｉ－ｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）。这种系统的典型波长组合有４、８和１６三种，波长通路间隔达２０ｎｍ，允许波长漂移±６．５ｎｍ，大大降低了对激光器的要求，成本也大为降低。此外，由于ＣＷＤＭ　系统对激光器的波长精度要求较低，无需制冷器和波长锁定器，不仅功耗低、尺寸小，而且封装可以采用简单的同轴结构，比传统碟型封装成本低，激光器模块的总成本可以减少２／３。从滤波器角度看，典型的１００ＧＨｚ　间隔的介质薄膜滤波器需要１５０层镀膜，而２０ｎｍ　间隔的ＣＷＤＭ　滤波器只需要５０层镀膜，其成品率和成本都可以获得有效改善。 二、光纤通信在继电保护中的应用 继电保护装置信号的物理传输通道有光纤、微波、电力线载 波等，微波和电力线载波易受气候变化影响，传输质量较差，而光纤通道不怕超高压与电磁干扰，传输容量大，绝缘性能好，衰耗低，可靠性高，在继电保护领域中得到了日益广泛的应用。 （一）光纤通信来进行继电保护。当被保护的线路长度较长时，为了补偿光功率损耗，把ＲＣＳ－９３１系列光纤纵差保护装置的光信号传入ＭＵＸ－２Ｍ继电保护信号数字复接接口装置，再转化为电信号通过７５Ω的同轴电缆连接通讯ＳＤＨ设备的２０４８ｋ　ｂｉｔ／　ｓ口传到对侧，如图１中的（　ｂ）。ＳＤＨ环网采用的是１５５Ｍ以上速率的传输设备，传输容量大，具有强大的保护恢复能力。当被保护线路发生故障时，装置根据对两侧电流的幅值和相位比较启动光纤纵联差动保护动作使两侧跳闸，所有装置都处理后动作时间一般在３０ｍｓ以内，能够快速切除故障，有效保护线路全长。 假设线路发生Ａ相区内故障时，本侧ＲＣＳ－９０２Ｃ系列分相允许式纵联保护装置发出“Ａ相允许跳闸”电信号开入到ＦＯＸ－４１Ａ型继电保护光纤通信接口装置，　ＦＯＸ－４１Ａ内部把此电信号转为光信号传输到对侧的ＦＯＸ－４１Ａ，本侧与对侧之间光纤传输根据线路长度不同有两种传输方式。 对侧的ＦＯＸ－４１Ａ光电转换后再把“Ａ相允许跳闸”电信号开入到对侧的ＲＣＳ－９０２Ｃ，对侧的ＲＣＳ－９０２Ｃ保护装置已判断是Ａ相区内故障并收到对侧“Ａ相允许跳闸”信号则保护动作跳对侧Ａ相断路器。同理，对侧发允许跳闸信号到本侧过程也是一样，Ｂ或Ｃ相故障也与Ａ相故障分析过程一样。所有装置都处理后保护动作时间一般在３０ｍｓ左右，快速有效，如图２所示。 当被保护线路本侧过电压保护跳闸并启动对侧断路器跳闸时，可以把远跳信号通过ＦＯＸ－４１Ａ传输到对侧；当被保护线路本侧保护跳闸但是断路器失灵没有跳开时，为了避免故障发展扩大，也可以把失灵信号通过ＦＯＸ－　４１Ａ传输到对侧启动对侧断路器跳闸，如图３所示。 （二）工程中实际应用问题。１、通道故障检测。光纤纵差保护安全可靠，在使用和运行当中主要是光纤通道的维护。如果光纤通道告警，可以进行逐段自检来确认装置和通道是否正常，另外需仔细观察与光电通道相关的告警指示灯和装置控制字，还可以用光功率计测试光收发功率与光衰耗。部分厂家提供的ＳＤＨ设备也可以实现实时的光功率在线检测，为网络的维护提供了极大的便利性。２、光纤纵差保护旁路切换。目前通信速率一般是２０４８ｋｂｉｔ／ｓ，也有少部分是６４ｋｂｉｔ／ｓ，这给光纤纵差保护的旁路代线路切换运行来了一定问题，根据现在通信的发展情况，通信速率可以都统一到２０４８ｋｂｉｔ／ｓ。与电力线载波高频保护的旁路代线路切换运行需要切换高频载波电缆通道一样，光纤纵差保护的旁路代线路切换运行需要切换光纤通道。 三、光纤测温技术在变压器上的应用 使用光纤探头测量绕组温度时，　将其嵌入垫块或直接附在需要温度监测的导线上，这种使用方式，　首先必须拆开局部导线绝缘，　并在安装光纤测温探头后再恢复导线绝缘。更普遍的方法是 光纤传感技术的应 用现状 ◇　刘云圣

输电线路架空地线

输电线路架空地线 输配电线路*大飞 1.概述 1、概述 架空输电线路一般由基础、杆塔、金具、绝缘子、导线、地线（含OPGW光缆）、接地设施等部分组成（如下图）。在架空输电线路导线上方，为尽量避免输电线路导线直接遭受雷击而架设的电力线，既为架空地线（简称地线），又称为避雷线。架空地线除具有防雷作用以外还具有短路电流分流的重要作用。 图架空输电线路的基本组成 架空输电线路分布广、地处旷野、纵横交错，延绵数百公里，在雷雨季节 容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统中发生停电事故的主要原因之一。 安装架空地线可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。架空地线是高压输

电线路结构的重要组成部分。高压、超高压及特高压变电所占地面积广，要求防直击雷的区域大，安装避雷针会有困难，因而有时也采用架空地线保护，架空地线都是架设在被保护的导线上方。在线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护导线正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在导线上引起的雷电感应过电压，减少雷电直接击于导线的机会。架空地线必须与杆塔接地装置牢固相连，以保证遭受雷击后能将雷电流可靠地导入大地，降 图雷击地线（雷击杆塔与地线为反击雷） 据统计数据显示，生活用电及工农业用电中，电力系统断电跳闸事故主要因素分别为雷击、人为或是自然灾害等，而其中雷电导致跳闸约占总跳闸数的40%~70%， 尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区雷击故障尤为突出。相关资料表面，日本50%以上事故的雷击输电线路引起，美国275kV~500kV总长为2700km的输电线路连续三年雷害事故占总事故的比例高达60%。天气变化是不可控因素，所以 只能在人力可控范围内，提高输电系统的安全性及防灾性。架空地线就是电力系统减灾防灾的一项重要技术措施。 输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反 击；当雷击输电线路附近大地时，架空地线能起到屏蔽作用，降低输电导线上的感应雷过电压。

110KV线路更换架空地线施工方案

110kv线路更换架空地线更换工程施工组织、安全、技术措施 批准： 审核： 编制： XXXX电力工程有限责任公司 XXX年XX月XX日

1、工程概况： 1.1合同名称：110kv金隆线路地线更换工程 合同编号： 1.2建设单位：XXX供电公司 设计单位：XXX电力咨询设计有限公司 施工单位：XXXXX电力工程公司 1.3线路概况： 因金隆地线严重腐蚀，急需更换。本工程为自110kv金隆变电所出线后，左转经铜山村27＃杆的双回线路更换架空地线及相应金具工程。全长计2.7km，转角9次，使用自杆塔20基，沿线跨越电力线、公路，铁路，房屋等较多；地上下管网复杂，杆塔类型多，工程工期紧，施工难度大。 1.4主要部件使用情况： 1.4.1本工程直线塔用FXBW4-110/70复合绝缘子单/双联成串。耐张采用8片 XWP2-70陶瓷绝缘子，双联成串，变电所进出线孤立挡为8片单联成串。 1.4.2基础砼强度台阶基础为C15，桩基基础为C25保护帽强度为C10。 1.4.3导线采用LGJX-240/30稀土钢芯铝绞线。 1.4.4地线采用GJX-50稀土钢绞线。 1.4.5主金具如下表 主材运输可利用天桥南路及乡村小路进行大运输，运输情况较差。 2、施工方案及施工组织： 2.1施工方案 2.1.1因本工程总量不大，所以施工不考虑分段，主要以交叉跨越配合停电为主。 2.1.2施工流程为；施工准备—地线更换---附件工程。 2.1.3地线更换应停电进行，若不能保证交叉跨越线路停电的应搭设跨越架。 2.1.4安装施工计划投入4个施工队约160人。 2.2施工组织 2.2.1本工程不设立现场办公机构，现场施工人员可临时租用农民住宅住居及用 餐。 2.2.2组织机构设置 工程总负责人：孙传成

光纤传感技术在物联网中的应用_叶宇光

信息安全与技术·2013年1月1引言 物联网是通过射频识别技术（RFID ）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按照约定的协议把一些有联系的实体通过互联网相互连接到一起进行信息的传输和传递，可以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络实现概念。这种概念是在互 联网的概念基础上发展起来的，是将用户端延伸并扩展到任何物品与物品之间进行通信和信息交换的网络概念。近年来，随着光纤通信技术的不断发展，进而出现了光纤传感技术。 自光纤传感技术开始发展以来，光纤传感器因具有多种优点而得到了快速发展，例如体积偏小、灵敏度非常高、抗干扰能力强等，现如今，已经被广泛应用到很多 叶宇光 （福建省泉州师范学院数学与计算机科学学院 福建泉州362000） 【摘 要】现如今，物联网已经发展成为了一个研究热点，而光纤传感技术在物联网的发展中也得到了广泛的应用， 并引起了广泛的关注。物联网的核心部件为传感器，特别是光纤传感器，它和其它的类型的传感器所不具有的优势，而物联网主要有四个技术构层，它们是应用接口、数据处理技术、数据传输网络和传输网络，在物联网中我们将会看到有大量的各种各样的传感器的存在，这些传感器可以用来感知不同的环境参数，比如温度、重力、光电、声音、震动和位移，这些传感器为物联网提供最原始的数据信息。当前，光纤传感技术在物联网中的应用引起社会各界的高度关注。本文主要对物联网的界定、构成以及光纤传感器的原理和发展现状进行了深入的探讨和分析，并且重点是对光纤传感技术在物联网中的应用加以详细阐述。希望可以通过本文的论述，能够对今后光纤传感技术在物联网中的应用产生一些积极影响。 【关键词】光纤传感技术； 物联网；原理与现状；应用；传感网络O ptical Fiber S ensing Technology in the A pplication of the Internet of Things Ye Yu-guang （Fujian Province,Quanzhou Normal University Mathematics and Computer Science FujianQuanzhou 362000） 【A bstract 】N ow adays,Internet has becom e a research hotspot,and optical fiber sensing technology in the developm ent of Internet of things have been w idely used,and has aroused w ide concern.N etw orking core com ponents as sensor,particularly for optical fiber sensor,it and other types of sensors have m any advantages,but the Internet has four m ain technical structure layer,w hich is the application of interface,data processing,data transm ission netw ork and transm ission netw ork,the joint netw ork w e w ill see a large num ber of a variety of sensors,the sensor can be used to perceive different environm ental param eters,such as tem perature,gravity,photoelectric,sound,vibration and displacem ent,these sensors for netw orking w ith the original data inform ation.C urrent,optical fiber sensing technology in netw orking application causes the height of social all circles pay close attention to.This paper focuses on the Internet of things,w hich define and fiber-optic sensor principle and developm ent present situation has carried on the thorough discussion and analysis,and thefocusis ontheoptical fiber sensing technology in netw orking applications to elaborate.H ope that through this paper,to the future of optical fiber sensing technology innetw orkingapplications havesom epositiveeffects. 【K e ywords 】optical fiber sensingtechnology;netw orking;principleandstatus;application;sensor netw ork 光纤传感技术在物联网中的应用 物联网·技术应用·ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 65··

输电线路常用架空导、地线型号表示及含义

输电线路常用架空导、地线型号表示及含义 本次未介绍规程中未涉及的但我们使用过的如部分耐热、节能等导线及前面我们做过专题介绍的电力系统光纤通信线路中常用的OPGW光纤复合地线及OPPC光纤复合相线等光缆，架空输电线路的导线是用来传导电流、输送电能的元件。架空线路常用的导线有铝绞线、铝合金绞线、铝合金绞线、钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线等。地线一般直接架设在杆塔顶部，并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。常用的架空地线有镀锌钢绞线、铝包钢绞线及光纤复合架空地线等，下面就各种架空导、地线型号及含义进行简单介绍。 1铝绞线 主要执行过的标准有GB1179-74、GB1179-83、GB1179-1999与GB1179-2008。 GB1179-74、GB1179-83标准中的表示方法：代号(JL)-铝绞线标称截面标准编号 如：JL-400GB1179-74 GB1179-1999、GB1179-2008标准中的表示方法：代号(JL)-铝绞线标称截面-铝绞线结构铝线根数标准编号 如：JL-400-37GB/T1179-2008 型号中表示的意义： JL--铝绞线 J--同心绞合，下面相同的不再重复介绍 L--铝(LY9型硬铝线，单线金属的电阻率为28.264nΩ˙m，对应于61%IACS)，下面相同的不再重复介绍 上面两种表示方法中的400表示标称截面为400mm2，37表示铝绞线中铝线单线根数37根。 2铝合金绞线 主要执行过的标准有GB9329-88、GB1179-1999与GB1179-2008。 GB9329-88标准中的表示方法：代号-铝合金绞线标称截面标准编号 如：LHAJ-400GB9329-88 型号中表示的意义： LHAJ--热处理铝镁硅合金绞线

500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因分析 朝潞蒙

500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因分析朝潞蒙 发表时间：2019-08-26T13:04:20.963Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：朝潞蒙1 郝环宇2 [导读] 摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。 （1锡林郭勒超高压供电局内蒙古锡林浩特市 026000；2内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古锡林浩特市 026000） 摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。高压架空输电线路在远距离输电中发挥着极为重要的作用，作为一种典型的风振敏感结构，架空输电线路杆塔高、跨度大，所处环境复杂多变，极易受极端强风雨灾害天气的影响。因此，对架空地线的可靠性要求很高，如果地线的质量不良，其引起的线路故障将给电力系统的安全稳定运行带来极大的危害。本文就500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因展开探讨。 关键词：架空地线；断股；夹杂物；脱碳层 引言 电网安全事关公共安全、社会稳定，一旦发生大面积停电，造成的损失将不仅仅是经济问题，更是事关社会发展和公共安全的重大政治问题。诱发电网大面积停电事件的因素具有多样性、突发性和不确定性，输电线路存在点多面广，途径不同的区域，地质条件和气象条件多变，自然灾害及各种恶劣气候频发,导致电网安全运行面临巨大挑战。 1架空地线断股原因分析 蒙西电网某500kV输电线路的架空地线在运行过程中频繁发生钢绞线的断股损伤。该输电线路001—210号塔段挂网的架空地线为某电力线材厂生产的GJ-80型镀锌钢线，断面结构为1×19型，钢线整束外径为11.5mm，单股标称直径为2.3mm，钢线材质为65号钢，线路于2005年8月投入运行。自2011年4月开始，该线路的架空地线已累计发生10余次断股损伤，给线路的安全运行带来了极大的威胁。造成架空地线断股原因：（1）材料中存在夹杂物。无论是镀锌钢线的横截面还是纵截面，都存在严重的夹杂物缺陷。经能谱检测，夹杂物主要为硅酸盐类和氧化铝类，这两类夹杂物会破坏镀锌钢线基体的连续性，并导致应力集中，使钢线的横向力学性能恶化，钢线的加工性能变差，在轧制过程中形成线形或面形缺陷，从而降低钢线的塑性、韧性和抗疲劳性能。（2）热轧工艺不当。架空地线用钢绞线的材料为优质碳素钢热轧盘条，以氧气转炉或电炉冶炼，其供货状态为热轧态，是在连续热轧控冷工艺条件下形成的索氏体或珠光体组织的高碳钢盘条，又称为斯太尔摩盘条，如果轧制工艺控制恰当，能够达到较高强度和韧性。从断股钢线的显微结构来看，其微观组织为细小索氏体+网带状铁素体，且铁素体成分较多，这些铁素体是在热轧生产过程中，两相区冷速过慢形成的，且在随后的轧制过程中被拉伸，形成网带状，该组织的存在会在承受载荷时引发材料内部的受力不均，从而降低钢线材料的强度和韧性。（3）表层脱碳层不均匀。镀锌钢线表层存在不均匀的、深度为30~50μm的全脱碳层，已超过GB/T4354—2008对于65号钢表层总脱碳层深度≤2%d的要求。线材在加热、轧制和随后的空冷加工过程中均易产生脱碳现象，严重时会影响产品的质量，降低钢线的强度和抗疲劳性能。同时，镀锌钢线表层还存在深约16μm的线性开口和尖锐凹坑等缺陷，与标准中钢线表面应光滑，不应有裂纹缺陷的要求不符。这些裂纹及尖锐凹坑缺陷的存在，也说明钢线的加工工艺或模具存在问题，加工过程中在钢线表面形成了较多的不连续性缺陷，极有可能在钢线承受载荷时成为断裂的开裂源。 2完善架空输电线路维护检修的技术措施 2.1构建架空输电线路维护检修基础资料数据库 供电企业在进行架空输电线路维护检修的过程中，一定要注重数据资料的采集、整理和统合，构建相应的数据库。数据库中的数据不仅能够作为线路故障解决方案制定的依据，同时也能够为今后的维护检修工作提供参考。此外，还可以基于数据库资料对架空输电线路运行情况进行动态监测，若是发现故障问题，即可检索数据库，查找类似案例，从而及时有效的采取排除措施，促进架空输电线路运维检修工作效率的提升。 2.2加强状态检修 要进一步提升电网状态检修水平，加强对维护检修人员的业务能力培训和业绩考核，提升操作人员、监护人员的业务能力水平。加大对线路、设备运行的巡视和监测，对隐患及时处理。严格执行《电业安全工作规程》等有关规定，对电网运行实行问责负责制，出现问题严格追究相关人员和领导责任。同时加大资金投入力度，加大防误装置研究开发，提高其可靠性和适用性。制定切实可行的线路管理办法和考核奖惩制度，加强电网巡察消缺工作，加大专人巡察频次，对巡查结果建档立卡，对发现的缺陷和隐患要进行分类归档，切实抓好消缺工作。 2.3技术水平优化 首先，在条件运行的情况下，电力单位可以在当地人力市场当中招收具有相应技术水平的人才，通过这些人才来补强自身技术水平；其次，如果人才市场不具备补强条件，可以通过内部培训方法来进行补强，即围绕自身引进的技术，以具体应用方法为培训内容，此举可以保障培训难度降低，使人工更容易接收。同时在培训人选方面，建议选择较年轻、较具潜力的人员来进行培训，因为此类人员的思想尚未定型，对于新鲜事物的接收能力较强。 2.4架空导地线的防腐措施 架空导地线大多数是使用钢绞线或者铝绞线。导线受到空气中水分、盐类物质以及化学成分与钢芯发生反应，出现腐蚀。这种情况的腐蚀程度受到导线制造工艺的严重限制。导线腐蚀包含电化学腐蚀和化学腐蚀两种。电化学腐蚀常出现在导线外层。如果空气湿度逐渐增大，导线表面形成水膜，大气中二氧化碳、氧气以及其他物质在水膜中溶解，构成了电解液的薄层。电解液薄层同金属表面的氧化膜发生反应，发生了腐蚀。在导线内部存在金属电机电位差，铝线钢也会出现腐蚀。在铝线受到腐蚀之后，导线表面会形成白色粉末，使得导线变脆，使其使用寿命不断缩短。因此需要在钢芯线和铝之间刷涂有机材料，制作防腐蚀油脂，将腐蚀性气体以及雨露对钢线造成的腐蚀阻挡开来，从而让钢线寿命得以延长，使钢线寿命可以和铝线寿命匹配。由于防腐蚀油脂的加入，让导线重量有所增加，经过长时间的使用会造成导线老化。使用铝包钢芯铝绞线取代镀锌钢线，这样导线承力和接触金属是同样金属，不会构成原电池，电化学反应自然不会发生。 2.5对架空输电线路的检测技术进行完善 目前，我国供电企业对输电线路的监控大多还是采用人工的方式，对现代监控技术手段的应用十分稀少，这使得企业很难针对架空输电线路出现的故障问题迅速做出反应，往往在停电事故发生后才能组织人手进行解决。对此，供电企业应该加大资源投入，依托先进技术

110kV龙塔线停电更换架空地线施工方案

110kV龙塔线更换架空地线 施工方案 批准： 审核： 编写： 湖南湘潭电力建设工程公司 二〇一四年五月

一、工程概况 1、110kV龙塔线共105基铁塔，该线路原地线型号均为GJ-50，因锈蚀严重需要改造为铝包钢绞线JLB20A-50铝包钢绞. 2、现110kV龙塔线共有103基杆塔，共27.8公里，双地线架设。 3、本次将更换N34-N77段 二、施工平面图（见附件1插图） 三、计划停电线路名称及工作时间 停电线路名称：110kV龙塔线。 停电时间：2014年5月13 日7：30—5月14日18：30，计划工期2天（日停晚送）。 以上停电施工方案单位初步计划，具体停电施工时间以海口供电局批准的停电时间为准。 四、施工组织措施 工作票负责人：唐伙贵 专职安全员：唐勇 技术负责人：唐道有 施工队人员: 共35人 五、施工步骤：（具体施工见作业指导书） 1、2014年05月13日停电前的施工准备工作

做好停电前的施工准备工作： ①人员分工安排，召开班前会；②施工工机具和材料的准备及进 场到位；③临时措施的工作和准备；④一切停电前能进行的工作。 2、2014年05月13-14日停电工作 ①停电后验电，分别在以下塔号：110kV龙塔线N34号、110kV 龙塔线N44号、110kV龙塔线N68和N77挂好接地线。 ②检查各项安措合格后进行放紧线工作，最后进行附件安装。 六、施工安全措施 1、停电、送电工作必须指定专人负责，严禁采用口头或约时停电、送电。 2、在未接到停电许可工作命令前，严禁任何人接近带电体。 3、工作负责人在接到已停电许可工作命令后，必须首先安排人员进行验电，验电必须使用相应电压等级的合格验电器或绝缘棒，验电时必须戴绝缘手套并逐相进行。 4、验明线路无电压之后，必须立即在作业范围的两端挂工作接地线，同时将三相短路。 5、进入施工现场，必须戴安全帽，高处作业人员必须系好安全带，工器具和材料要用绳索传递 6、在施工工作范围装设安全遮拦警示带。 7、遇有雷雨，停止施工，以防雷击伤人。

光纤传感技术与应用复习提纲66

第二章 多传感器的光网络技术 2．2．1 网络损耗的主要来源 1．弯曲引起的光纤损耗（弯曲损耗） 弯曲损耗： 宏弯损耗 微弯损耗 1）光纤的宏弯损耗:曲率半径在一个临界值 c R ，c R R >时附加损耗可以忽略不计；否则， 弯曲损耗指数增加。确定R 值是很重要的。多模光纤cm R 1≥时，附加损耗可以忽略不计。 2）光纤的微弯损耗（1）多模光纤的微弯损耗多模光纤在微弯时，主要是相邻模之间发生耦合 弯波矢量 c k k ='（微弯周期c l l =）时，损耗最大。 c l l =处的主衰减峰的谱宽为L l c /22， 主衰减峰两侧还有次极大出现。③损耗与微弯振幅2 d A （平方）成正比（这一点可以加以利 用）。④损耗与微弯总长度L 成正比。 （2）单模光纤的微弯损耗 模斑半径越小，损耗越小。 2．光纤和光源的耦合损耗 1）半导体激光器和光纤的耦合损耗 半导体激光器发出的光不是圆的光班，其发散角在互为垂直的方向上也不一样大。 ()()?? ?????? ????????? ???? ? ??+???? ?? -=2 2 2exp ,,y x y x z A z y x I ωω 其中 x z x 0πωλω= ， y z y 0πωλω= （1）直接耦合的损耗 直接耦合：将光纤端面直接指向激光器发光面（点）。 举例：光纤NA=0.14，其孔径角 c θ2约为16°半导体激光管发散角//2θ（平行于PN 结） 仅为5°~6°，距离很近时，可以全部耦合；⊥θ2大于c θ2，不能保证全部的光都能进入光纤。 耦合效率的计算： ()()() ∞=?? ????? ? ????????????? ? ??+??? ? ??-==? ??? ∞ ∞ ∞ ∞ Berf dxdy y x s A dxdy z y x I P y x 002 2 0002exp 2,,2ωω ()?∞???????????? ??-???? ??=022exp 22dx x s A b x y ωωπ ()? ???? ??-???? ??=A y dt t A erf 022exp 22ωπ 误差函数y y t ω2= ， y dy dt ω= 在 s z =平面内，B 为常数。显然，包含在光纤孔径角// 2θ 内的光功率是 ()?? ???????=???? ??-???? ? ? =?? ? ??????????????????? ??+???? ??-=πλθπωλθωπωω202 02 2tan 22exp tan 222exp 20 c oy c oy x y y x berf dt t B dxdy y x s A P 估算，光纤端面损5%， 则 ()[] []%95/tan 2%950max ?∞=?=erf erf P P c oy λθπωη m oy μω05.0=，m μλ85.0=的激光和14.0=NA （?=8c θ）的直接耦合，max η约为 20%。 （2）透镜耦合的损耗 ①光纤端面磨成球面的耦合 ②柱透镜耦合 ③凸透镜耦合（也可用自聚焦透镜代替） ④圆锥表透镜耦合 2）半导体发光二极管和光纤的耦合损耗 发光管不同于激光器，其发光相当于余弦发光体。后者相光强分布相当于高斯形。用朗伯发光面（见固体光电子学），半球空间发出的总功率为 ?==20 02cos sin 22π πθθθπE E BA d BA P E A ——发光 面积，B ——光源亮度（单位面积向某方向单位立体角发出的光功率）； 通常，半导体二极管发光点的面积比光纤端面积小。 Ω=d BA dP E θcos ?==c c E E BA d BA P θθπθθθπ0 2sin 2cos sin 22 直接耦合时的最 大效率为 ()2 20 m a x s i n NA P P c == θη 举例：当14.0=NA 时，效率为2%，功率为5mW 的发光二极管，耦合入光纤的功率仅为 几十微瓦。采用透镜耦合，与激光管类似。 3．光纤和光纤的直接耦合损耗 1）多模光纤和多模光纤的直接耦合损耗 （1）轴偏离对耦合损耗的影响 （2）两光纤端面之间的间隙对耦合损耗的影响 （3）两光纤轴之间的倾斜对耦合损耗的影响 （4）光纤端面的不完整性对耦合损耗的影响 ①端面倾斜 ②端面弯曲 （5）光纤种类不同对耦合损耗的影响 ①芯径不同 ②折射率不同： 2）单模光纤和单模光纤直接耦合的损耗 （1）离轴和轴倾斜引起的损耗 （2）两光纤端面间的间隙引起的耦合损耗 （3）不同种类光纤引起的耦合损耗 2．2．2 光网络常用无源及有源光纤器件 属于有损耗器件：光连接器、光耦合器、光开关、光衰减器、光隔离器、光滤波器、波分复 用/解复用器等。1．熔锥型单模光纤光分/合路连接器2．磨抛型单模光纤定向耦合 3．光开关 1）机械式光开关（1）微光机电系统光开关微光机电系统MEMOS （2）金属薄膜光开关 2）电光效应光开关 4．掺杂光纤激光器与放大器（略） 5．光纤放大器（略） 2．3 光网络技术 2．3．2 成网技术 复用技术：光波分复用（OWDM ）、光时分复用技术（OTDM ）、光码分复用技术（OCDMA ）、 光频分复用技术（OFDM ）、光空分复用技术）OSDM ）、光副载波复用技术（OSCM ）。名词的英文全称。1．光纤时分复用网络 时分复用（time domain multiplexing ）——依时间顺序依次访问一系列传感器。 2．光纤频分复用网络 频域复用:调制频域复用（modulation frequency domain multiplexing, MFDM ） 波分复用（wavelength division multiplexing, WDM ） 1）调制频域复用 2）波分复用 3．光纤空分复用网络 如同打电话方式，一对电缆只供一对电话使用。长距离上用一对电缆同时供许多人通话——复用。如10芯×组×10带光缆 =5120芯，每缆可传1000Tb/s 2．4 光传感网实例——光纤光栅在传感中的应用 光纤光栅在使用中的问题： ① 波长微小位移检测（设备昂贵） ②宽光谱、高功率光源（不易获得）③光检测器波长分辩率的提高（直接关系到光纤光栅灵敏度的发挥） ④交叉敏感的消除（被测量和非被测量之间的相互影响） ⑤光纤光栅的封装（写光栅时去除了保护层，机械强度变差）⑥光纤光栅的可靠性（机械和光学特性抗拉、抗弯、反射率、透射率规定时间内无变化） ⑦光纤光栅的寿命（光栅在高温下会发生退火） 2．4．2 光纤光栅的传感网络 1．光纤光栅的波分复用 2．光纤光栅的时分复用 3．光纤光栅的时分复用和空分复用（略） 4．光纤光栅的空分复用和波分复用（略） 5．光纤光栅的空分、波分和时分复用的组合布 局 第三章 光电传感器中的光纤技 3．4 光纤的损耗 3．5 光纤的色散 （1）多模色散（群速不同） （2）波导色散（模的群速随波长变化） （3）材料色散（材料本身的色散）4）偏振（模）色散（轴不对称HE11x 模与HE11y 正交，光纤的轴不对称，两模群延迟不同。 3．6 光纤的耦合技术（略） 3．7 光纤中光波的控制技术 3．7．1 光纤偏振器 1．光纤偏振控制器 光纤中可利用光弹效应改变偏振态。光纤弯曲时，由应力作用引起折射率的变化 2 133.0? ? ? ??-=?-?=R a n n n y x δ 快轴——弯曲平面内 慢轴——垂直于弯曲平面。 当 m NR n λ πδ= 2|| （ 、、、321=m ），为 m /λ波片。例：m μλ63.0=的红 光， m a μ5.62=的光纤绕成mm R 6.20=的一个圈时，成为4/λ波片，两圈时，成为2/λ波片。 2．保偏光纤偏振器