OPGW的熱性能及溫度監(jiān)測研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的提出，電力傳輸和通信網(wǎng)的融合成為主要趨勢，集地線和通信功能為一體的光纖復合架空地線光纜(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire, OPGW)在高壓輸電線路中的架設量日益增加。OPGW光纜在短路條件下溫度迅速升高，直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。材料和結構是影響光纜熱性能的兩個重要因素，選取合適的組成材料和結構能有效改善光纜的熱性能。為進一步提高輸電線路安全可靠運行，對運行狀

2、態(tài)進行實時監(jiān)測是另一有效措施?；诓祭餃Y光時域反射儀(Brilliouin Optical Time Domain Reflectometry, BOTDR)的分布式光纖傳感技術因為傳感距離長，定位精度高，可實現(xiàn)全分布式測量等諸多優(yōu)點，在高壓輸電線路溫度監(jiān)測中具有廣闊的應用前景。論文重點對提升OPGW光纜的熱性能和利用BOTDR技術監(jiān)測沿線溫度信息展開研究。
　　在分析短路條件光纜溫升機理的基礎上，利用COMSOL Multiph

3、ysics軟件，建立仿真模型，分別分析鎧裝層材料和套管材料對OPGW光纜熱性能的影響，并對光纜結構進行改進，從給定短路電流和溫度限制兩個方面對改進結構和傳統(tǒng)結構熱性能進行比較，改進的扇形結構表現(xiàn)出較好的熱性能。
　　研究基于布里淵光時域反射(BOTDR)技術的溫度傳感實驗方案，闡述該方案溫度傳感原理，對系統(tǒng)中一些關鍵技術和實驗中重要器件的參數(shù)選擇問題進行重點分析。研制布里淵激光器作為相干拍頻本振光，得到窄線寬，輸出功率較為穩(wěn)定的參

4、考光。采用光學相干檢測技術，實現(xiàn)布里淵頻移由11GHz高頻處搬移到1.28GHz處。利用高速數(shù)據(jù)采集卡采集多組數(shù)據(jù)，通過疊加平均、短時傅里葉變換、洛倫茲擬合等算法對信號進行處理和提取。
　　搭建基于布里淵光時域反射(BOTDR)技術的傳感系統(tǒng)實驗平臺，著重分析不同脈沖幅度、脈沖寬度、傳感長度對布里淵散射信號的影響，得到在非線性效應臨界點時傳感距離最長。在10km的傳感光纖上實現(xiàn)空間分辨率15m，溫度測量精度±4℃的溫度傳感系統(tǒng)，實