基于光纤光栅传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的研究.pdf

基于光纤光栅传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的研究博士学位论文博士研究生:导高电压与绝缘技术浒晒讧师:申请学位:学科:专业:所在学院:答辩日期:授予学位单位:马国明李成榕教授工学博士电气工程电气与电子工程学院华北电力大学国内图书分类号:学校代码:密级:公开
::猰.,·
彩掩召日期:辍拢蝗华北电力大学博士学位论文原创性声明华北电力大学博士学位论文使用授权书日期:月日期:月几日本人郑重声明:此处所提交的博士学位论文夯诠庀斯庹ごǜ衅鞯募芸帐‘基于光纤光栅传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的研究当救嗽人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊:年解密后适用本授权书电线路覆冰在线监测系统的研究》,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名:华北电力大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本保密口,在不保密√导师签名:,
摘要架空输电线路覆冰会造成导线断线、杆塔倒塌、绝缘子闪络等事故,给社会造一个较薄的粘胶层;要求粘结剂固化后粘度高,以增大应力松弛常数。使用本文提成了巨大的经济损失。因此,对架空输电线路进行覆冰在线监测可及早发现线路隐患,减少因覆冰引起的线路故障。现有输电线路覆冰在线监测系统多由电子式装置组成,存在易受电磁干扰、使用寿命短、需要现场电源等问题。为了解决这些问题,本文提出使用光纤布喇格光栅現惺涞缦呗犯脖谙试验中发现粘结剂对挠Ρ洳饬康牧槊舳群涂煽啃杂泻艽笥跋欤虼吮疚首先开展了粘结剂对Ρ洳饬坑跋旎淼难芯浚状翁岢鍪褂玫蕴錗模型分析粘结剂对挠跋欤⑾终辰峒琳扯仁怯跋煊Ρ洳饬康墓丶ü论分析与实验验证确定了粘结剂的选用原则:要求粘结剂的固化前粘度低,以获得出的粘结剂选用原则可以在提高应变测量灵敏度的同时保证应变测量的长期稳定性。针对现有电子式称重传感器抗电磁干扰能力差、长期稳定性低等缺点,本文首次提出了柱式结构输电线路光纤布喇格光栅称重传感器。在传感器中使用两支进行拉力测量,一支形露炔钩ァS捎诖ǜ衅髟诟脖饬恐写嬖诔て谄受力的特殊性,使用有限元的方法对柱式结构偏载受力进行了深入的力学分析,发现柱式结构偏载受力时ǜ星蛴Ρ浞植技ú痪龋蛊啬芰懿睢N=决这一问题,.%,实现了在保持拉力测量灵敏度不变的情况下,提高传感器的抗偏载能力。对传感器分别进行了拉力特性试验,温度影响试验以及气候室模拟覆冰试验,获得了传感器的性能指标,验证了传感器在覆冰情况下的可靠性。为了进一步提高拉力测量的精确度同时减少褂檬俊⑻岣咭桓庀说监测范围,本文提出了徒峁构庀瞬祭窆庹こ浦卮ǜ衅鳌6許型结构的弹性体进行了深入分析,发现可以通过减少徒峁垢拱宕φΡ涞姆椒ǎ魅跗涠灾饔变的影响,通过使用这种设计原则,使腹板中心轴两侧±较蛑饔Ρ渚哂写笮∠同、方向相反的特性。利用这一特性仅使用两支驮谑迪掷ψ既凡饬康耐时消除了温度对拉力测量的影响。对传感器进行了拉力特性测试,结果显示,相比柱式结构浦卮ǜ衅鳎琒型结构浦卮ǜ衅鞯牟饬课蟛畲.%降低到%。采用温度影响试验以及气候室模拟覆冰试验验证了传感器在覆冰情况下的监测。’
关键词:输电线路;覆冰监测;光纤布喇格光栅;称重传感器;倾角传感器:风速光信号传输,在输电线路杆塔处可以实现无源测量;采用光波长作为传感器监测量,系统不受导线舞动造成的光强度变化的影响;由于光纤布喇格光栅本身的特性,该系统还具有抗电磁干扰、使用寿命长、适合在恶劣温湿度环境下工作等优点。传感器
.,%:%瑂騦畉瑂,.:瑆—.Ⅱ甋’.,瓹,畐甋’—
./瓼瑃瓼,:,,·!猈·!畇瓼琣,