基于DAS技术的“架空线路覆冰监测”全新解决方案获得好评

发布时间:2021-08-22

    架空输电线路作为长距离输电设备的重要组成部分,常常受到覆冰及舞动的威胁。覆冰和舞动会导致设备发生故障,造成巨大的经济损失。因此,非常有必要对架空输电线进行实时监测,以防止故障的发生。由于光电复合电缆(例如,optical fiber composite overhead ground wireOPGW))被广泛使用,因此可以将分布式光纤传感器(distributed optical fiber sensorDOFS)引入传输线状态监控中。我们与内蒙古电力勘测设计院有限责任公司、美国康奈尔大学等单位合作,开展了架空输电线路覆冰监测技术的研究。针对传统DOFS解决方法的局限性,在积累和分析了大量的现场实测数据后另辟蹊径,于近期提出了一种分布式光纤声场传感(DAS)的输电线路状态在线监测方案,并通过实验证明了该方案的有效性。利用该方法获得的架空线弧垂的估计误差在厘米范围内小于5.8%,覆冰厚度的估计误差在亚毫米范围内不超过10.84%,这为传输线状态提供了准确的描述,并为早期预警提供了有力的支持。该解决方案适合长跨度高压输电线路覆冰状态在线监测应用,特别是线路抗覆冰设计冗余度较低的场合。通过在覆冰灾害发生的早期进行预警,为运维人员提供告警、智能分析和辅助决策支持,有效缩短灾害应急处置的反应时间。

研究团队开展的相关外场试验与应用推广

相关测量原理与结果以“Phi-OTDR Based On-Line Monitoring of Overhead Power Transmission Line为题,已发表在国际知名光学期刊Journal of Lightwave Technology上(VOL.39, NO.15, 2021)。该项工作在国际上首次揭示了线缆固有谐振频率与覆冰厚度间的单调映射关系,并指出该技术所能够检测到的最小覆冰厚度为亚mm级别。获得了国内外的一致好评。

覆冰模拟装置与覆冰厚度估计

该论文的第一作者为丁哲文博士研究生,通讯作者为张旭苹教授和张益昕副教授。美国康奈尔大学的邹宁睦博士、内蒙古电力勘测设计院有限责任公司的熊菲高级工程师以及我中心副教授王峰、研究生宋金玉和方行为共作者。


                                                                          撰稿人:丁哲文