光纤传感器应用于电力新能源中的路径探究

谢丽平

（广东顺德电力设计院有限公司，广东 佛山 528300）

0 引言

在当前我国电力行业中，电力新能源是一种较为先进和新兴的能源，在对其使用的过程中需要借助到一定的传感器从而有效对该资源进行利用。其中光纤传感器就是一种良好的传感器，其能够凭借自身的功能来实现电缆载流量的优化配置，同时也能够为整体电缆构建完善的实时监控系统。但是在实际的使用过程中还需要相关工作人员对其进行一定的管理，以此来达到其最优的效果。本文也就侧重于对当前光纤传感器应用于电力新能源中的路径进行探讨和分析，希望能够帮助到有需要的人。

1 光纤传感器概述

1.1 基本原理

在阐述对应的应用策略之前首先需要对光纤传感器进行了解和掌握，首先讲述的内容就是其工作的原理。在光纤传感器实际的工作过程中，其主要是由于光源经过光纤直接送入到调制区域，从而在外界被测参数和调制机构之间搭建有效的光作用，基于两者的调制信息来有效对其进行数据解调，从而实现设计结构的有效应用。如图1所示。目前我国常见的光纤传感器可以分为两种形式，一种是传感型而另一种则是传光型。

图1 光纤传感技术工作原理

1.2 优势

光纤传感器在实际的应用过程中主要是通过光传输网的方式来对进入到内部的光源进行传输，通过有效地传输来达到数据传递的效果，并且在整体的网络运行过程中可以保证网络宽带能够得到正常的扩展。

首先第一个优势就是光纤传感器自身具备较强的抗电磁干扰能力，将传感器作用于当前的电力新能源中主要一个最为明显的缺点就是容易收到外界较强的电磁干扰，在电磁干扰的作用之下大部分传感器会失效并且产生混乱数据[1]。但是使用光纤传感器可以有效防止此类情况的发生，在实际的作用过程中可以对外界的电磁干扰进行阻挡，从而正确地对数据进行处理和操作。并且同时因为在实际的运行过程中光纤传感器不会受到外界电磁干扰，因此其传输的数据都能够保证完整，同时也能够保证运输数据的效率。除此之外，在使用光纤传感器对数据进行收集和传输时也不会受到外界电磁的干扰，能够将其作用于一些高压强磁的特殊环境中进行工作，对于部分特殊地区来说使用光纤传感器则是能够有效地发挥其自身的作用，因此将光纤传感器作用于一些特殊地区可以有效保证整体电力能够正常运行。

其次第二点就是由于光纤传感器自身体积较小，因此在实际的使用过程中不会占据过多的面积从而影响了其他对应设备的安装以及存放。并且由于其自身体积较小，因此不会出现多余的结构，将其作用于调制解调上能够获得良好的效果，一般来说，当光波遇到对应的光纤传感器时信号能够通过装置有效返回，因此整体产生的能耗较小，相比较于其他对应的装置来说基本上可以说不存在能耗。并且同时由于光纤外径在运行过程中数量级为几百微米，因此基本上所有的检测装置在对光纤进行检测时都无法有效对其进行检测，正是因为这样的原因，光纤传感器在进行传感作业时所具备的传递效率和传递质量都是其他传感器比不了的，在光纤传感器的良好作用之下，整体信息的处理效果都可以得到有效加强。

最后一点就是光纤传感器自身的耐腐蚀性能非常优良，一般来说，传感器的工作环境相对来说比较差，在长时间的工作之下容易出现腐蚀的情况，若是传感器受到了腐蚀和破坏，那么对应的传递质量和效率都会大打折扣。但是光纤传感器自身的耐腐蚀性能优良，因为其自身的外层结构就是由高分子材料组成，因此即便在环境酸碱度较高的环境中长时间工作也不会产生腐蚀的情况，再加上光纤传感器自身本就拥有较强的性能和强度，因此也不会受到其他设备的干扰和影响从而造成自身设备的损坏和破坏[2]。光纤传感器的性能也就代表了其自身可以长时间进行工作，并且不容易受到腐蚀和破坏，因此后期对其的运维成本相对来说也较低，同时相关单位和企业也可以对该设备进行重复利用，以此来有效对经济成本进行控制。

2 光纤传感器在电力新能源中的应用

2.1 测温的应用

首先就是光纤传感器的测温应用，在电力新能源之中测温是一件非常重要的事情，采取光纤传感器可以有效帮助其进行测温。这是因为光纤传感器自身的宽带高以及抗干扰能力强，因此在实际的测温过程中即便发生了问题也不会对整体造成损耗，并且同时也可以及时对问题进行检查从而制定针对性的策略来对其进行解决。

在实际的应用过程中包含了以下几个步骤。首先第一点就是能够借助光纤传感器对电力电缆表面温度以及电缆密集区温度进行监测。由于在长时间的电缆使用过程中会产生发热情况，若是无法对温度进行测量那么一旦出现了高温就容易造成燃烧等情况，从而极大地对整体造成影响和破坏。要想有效地开展对应的测温工作，工作人员首先需要将温度测量光纤放置于电缆表面，通过紧密贴合的方式可以及时对电缆表面的温度系数进行收集，并且利用曲线形式来表达电缆此时的负荷电流，通过对负荷电流的计算以及表面温度系数的计算就可以得出两者之间的关系式，通过关系式就可以有效掌握电缆在实际运行过程中所产生的负荷可能带来的温度系数，之后就可以有效地对温度进行控制防止出现高温燃烧的情况。

其次第二点就是在实际的检测过程中可以利用光纤传感器来对高压配电装置内容容易发热的部位进行检测和监控，一般来说，在高压配电装置之中若是存在问题和故障那么也极有可能会提高温度，温度过高那么同样容易产生燃烧的情况，解决的办法就是可以通过光纤传感器来对容易产生高温的部位进行检测[3]。在当前高压配电装置中，开关柜电缆接头以及动静触头等设备进行连接的时候容易出现接触不良的情况，若是在接触不良的情况下进行配电，那么整体的电阻数值就会偏高，功率数值也会逐渐提升，在这样长时间的工作情况之下接头就会持续发热，最终导致接触面氧化，进一步造成整体的电阻值提高，从而形成了一个恶性循环。若是能够将光纤传感器放置于此类设备之上对其进行检测那么就可以极大程度上减少发生此类事件的概率，因为光纤传感器能够实时对温度进行检查，若是在运行过程中出现了异常温度那么就会及时反馈到相关工作人员从而对其进行检查和修复。并且同时也是降低了设备出现损坏的几率，从一定程度上降低了设备后期的运维成本。

2.2 测功率应用

光纤传感器除了能够达到测温的效果还能够达到测功率的效果，在当前的电力新能源系统之中电功率传感器也是重要的一个组成部分，但是在传统的使用过程中电功率传感器容易受到外界因素影响从而无法有效发挥自身的作用和效果，但是若是能够有效结合光纤传感器来进行工作那么可以从一定程度上解决此类事件发生的几率。电功率设备主要的工作内容就是对电力系统中的各个能源进行转换以及对电量的传导，由于光纤传感器自身的体积较小，并且同时还具备了良好的抗干扰和组网能力，因此将其作用于电功率传感器中能够有效提高其工作的效率和质量。目前已有部分地区将光纤传感器实际作用于电功率传感器中，通过该设备的应用，数据监测的质量能够得到有效提高，并且在实际监测的过程中还能够做到对温度的控制，数据的稳定性得到有效提高。

2.3 监测的应用

在一套完整的电力系统中通常具备了较多种类和数量的光缆，并且针对于部分特殊的地区来说由于其自身天气气候的影响，相关工作人员需要提高对光缆的监测次数以及监测质量，以此来确保光缆能够正常运行，从而为系统提供正确和实时有效的信息数据[4]。传统监测过程中需要花费较多人力和精力来对其进行监测，但是如今可以通过光纤传感器来配合进行检查，在实际的使用过程中借助了光时域反射来对光缆进行集中的监测，通过这样的方法能够有效减少人力和精力的消耗，并且同时监测的效率和质量进一步提高。但是在实际运行中可能会受到瑞利散射光问题的影响，针对这一问题进行有效解决能够更进一步加强监测的质量和效率。

3 结语

总而言之，在当前的电力行业中，光纤传感器作为一种较为良好和先进的设备得到了广泛地应用，通过该设备与电力新能源地结合能够有效提高整体电力系统的质量。但是在未来地发展过程中还需要对此类技术进行进一步地优化和提升，以此来进一步推动整体地发展和进步。