分布式光纤传感技术在电力电缆监测的运用探讨

齐勇智

摘要：随着时代的发展，电成为支撑国家健康运转的重要能源，为了缓解能源紧缺和环境污染问题，当前“电”已被广泛的运用于工农业生产活动中，电网系统的正常运行与人们的切身利益息息相关，有时甚至会影响社会的健康运转。近年来，随着国家对外开放程度不断扩大，国内各行各业发展势头越发迅猛，加大了对能源的需求，为了保证社会稳定运行，政府加大了电力工程的投资力度，我国已经建立了覆盖全国的电网系统，随着电网的扩大，电力电缆越来越多，如何对其进行监测，保证其正常运行成为当前人们关注的焦点，随着科学技术的进步，原有的监测技术已无法满足时代的需求，分布式光纤传感技术作为电力电缆监测的一大突破口，准确把握该项技术，提高工作效率和工作质量，实现精准定位，减少安全事故的发生率，推动社会良性运转。

关键词：光纤传感技术；电力电缆；监测；运用

前言：电力电缆分布较广，如何对其进行精准监控一直困扰着民众。随着科学技术的进步，人们加大了对电力电缆监测技术的研究力度，致力于打破以往电力电缆监测技术的局限，简化监测环节，提高监测质量，分布式光纤传感技术的出现为电力电缆监测工作提供了新的发展契机，科学分析分布式光纤传感技术，准确把握技术要点，以便最大程度的发挥该技术的功用，对电力电缆进行全面科学监测，推动监测工作向自动化智能化科学化方向靠拢，进而保证电力系统运行稳定，尽可能清除安全隐患，保证人类社会稳步向前运行。

一.分布式光纤传感技术

分布式光纤传感技术是以光纤为载体传播信号的新型传感技术，采用OTDR技术，通过研究光纤的温度和应变的变化情况，确定其位置[1]。就目前分布式光纤传感技术而言，主要有分布式瑞利散射传感技术、分布式布里渊散射传感技术及分布式拉曼散射传感技术三种，当前它多被应用于电力行业、公路建造业及天然气行业，如变电站和发电厂人们经常会看到它的身影，人们运用光纤传感技术多是借助温度对其进行分析，它相较于传统的测温方法而言，适应能力较强，能在易燃易爆环境进行监测，当前它已然成为电力电缆监测中的重要技术。

二.分布式光纤传感技术在电力电缆监测中的运用

光纤传感技术兴起于上世纪七十年代，它是在光线通信技术的基础上发展而来的，通过分析光波，准确判断温度、位置、应变等，当前光纤光栅传感器、布里渊传感器及拉曼散射传感器是最常用的监测装置，像光纤光栅传感器精确度高、抗干扰能力强在电力电缆监测中应用最为广泛，像某电力企业工作人员在进行电气电缆监测实验时，借助串联的光纤光栅模板实现实时监测，改變了传感器的原有形状将其尺寸设置为40mm×10mm，不仅有效的提高了传感设备对电气电缆形状的适应能力，同时还有效的提高了其精准度，其测温范围扩大至-30℃～200摄氏度，如某电力电网由于局部绝缘设备出现问题，致使局部电缆极速升温，燃点超过绝缘设备的承受值，引发火灾，造成严重的经济损失，如果应用分布式光纤传感技术对电力电缆进行实时远程监控，设置相应的预警系统，总结以往工作经验在问题多发区，配备相应的消防设备，以便在接到预警信号时及时断开连接，以最快的速度到达事故地进行针对性处理，将损失降到最低。随着时代的发展，光纤光栅技术也得到了一定的优化，2008年韩国人Kwang Yong Song提出了动态光纤光栅技术，进一步提高了其精确度，当前被多数人应用于电力电缆检测中[2]。

布里渊传感器在电力电缆监测中的应用也较为广泛，其优点在于远距离监测，空间分辨率较高。随着时代的发展，人们不断对该传感进行改进，当前其空间分辨率已经精准到厘米，精准度较高，而且该传感器能同时对温度和应力两项内容进行监控，虽然其精准度较高但由于该项技术还不够成熟成本较高，因此还未普及，当前人们多用布里渊传感器监测海底光缆。像当前人们多借用OTDR技术对海底电力电缆进行监测，对于海底电缆来讲多会受到人为因素的破坏，如捕鱼或船舶抛锚都会对海底电缆产生影响，航道和海峡地区尤其是海上交通要道，其海底电缆经常会出现故障，多数情况下人们难以确定海底电缆故障的准确位置，加大维修人员的工作难度和工作量，同时也会加重经济负担，运用布里渊传感器对其进行精准定位，便于后续维修工作顺利进行，有效提高工作效率和工作质量。在布里渊传感技术的基础上人们设计了布里渊光时域分析仪，在保证其精准定位的前提下扩大了其传播距离，当前其传感距离高达100km，空间定位也有了很大的提高。

拉曼传感器也是较为常见的电力电缆监测装置，该传感器最大的优点便是全方位监测，人们借助该传感技术能对整个电力电缆系统进行全方位监测，其分辨率较高，近年来受人们欢迎[3]。当前已被广泛的应用于高压、地下及海底电缆监测中，但在实际使用时受制距离无法实现远距离监测，众所周知我国国土辽阔，偏远地区电缆分布范围较广且布局较为复杂，由于缺乏严格的管控机构人们忽视了电缆的监测，但某电力企业在对偏远地域进行电缆监测时，

选用拉曼传感器进行远距离监控，殊不知其该传感技术其最远监控距离仅为6km，以至于监控不到位，电缆起火，由于距离较远，补救无法及时到位，造成大范围电缆损毁，不仅影响人们正常的工作和生活，同时也造成严重的经济损失。因此，根据实际情况选择最佳的传感设备，以便最大程度的发挥其价值，实现精准监测，有效节省人力、物力和财力，推动社会良性运转。

三.结语

总而言之，随着科学技术的进步，分布式光纤传感技术在近几年有了很大的改进，并广泛的应用于电力电缆监测中，加大对传感技术的研究，根据电力电缆监测的实际需求，选择经济适用的传感技术，以便最大程度的发挥传感技术的价值，优化电力电缆监测工作，提高监测水平，进而推动电力系统稳定运行。

参考文献：

[1]邓纪伦， 翁志辉， 金智群. 基于分布式光纤传感技术的电缆隧道安全状态在线监测系统[J]. 自动化与信息工程， 2015， 36（5）：24-28.

[2]段绍辉， 田杰， 周正仙，等. 分布式光纤传感技术在电力电缆监测的应用[J]. 激光杂志， 2014（3）：47-48.

[3]顾胜坚， 江友华. 基于分布式光纤的电力电缆健康状态监测与可视化技术研究[J]. 仪表技术， 2017（1）：1-4.