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用于絕緣子表面鹽密檢測(cè)的光纖布喇格光柵傳感器的研究

2020-01-24 09:56:27

用于絕緣子表面鹽密檢測(cè)的光纖布喇格光柵傳感器的研究

對(duì)運(yùn)行中的絕緣子進(jìn)行污穢程度的在線監(jiān)測(cè)可及早發(fā)現(xiàn)隱患,減少污閃事故。現(xiàn)有輸電線路外絕緣污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在測(cè)量準(zhǔn)確性差、可靠性低、易受電磁干擾、需要現(xiàn)場(chǎng)電源、成本高等方面缺點(diǎn)。為解決上述問題,本文提出采用光纖布喇格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)進(jìn)行絕緣子表面鹽密的在線監(jiān)測(cè)。本研究發(fā)現(xiàn)氯化鈉對(duì)涂覆有聚酰亞胺的光纖布喇格光柵的感濕性能有顯著影響,在此基礎(chǔ)上的,對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行了分析,提出使用涂覆有聚酰亞胺薄膜的光纖布喇格光柵(PI-FBG)進(jìn)行絕緣子表面鹽密的檢測(cè)。試驗(yàn)表明PI-FBG的濕敏效果越好,氯化鈉對(duì)其抑制作用越明顯。針對(duì)傳統(tǒng)方法在聚酰亞胺多層涂覆時(shí)容易出現(xiàn)多個(gè)峰值、成膜不均勻、柵區(qū)彎曲的情況,本研究改進(jìn)了聚酰亞胺的涂覆工藝,并制備了高濕度靈敏度的PI-FBG傳感器。絕緣子表面自然污穢中主要成分為易溶性鹽分氯化鈉,難溶的硫酸鈣和不可溶的二氧化硅。試驗(yàn)表明硫酸鈣和二氧化硅對(duì)高濕度環(huán)境下PI-FBG傳感器的波長(zhǎng)增長(zhǎng)幾乎沒有抑制作用,而氯化鈉對(duì)其抑制作用明顯,從而排除了難溶的硫酸鈣和不溶的二氧化硅對(duì)鹽密測(cè)量結(jié)果的影響。定量分析了相對(duì)濕度98%RH、90%RH、80%RH隋況下絕緣子表面鹽密與PI-FBG傳感器波長(zhǎng)抑制量之間的關(guān)系,并確定了在以上相對(duì)濕度情況下PI-FBG傳感器的最小鹽密識(shí)別值。在傳感器研制的基礎(chǔ)上,本文構(gòu)建了基于PI-FBG傳感器的絕緣子表面鹽密全光網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、可靠性高、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無源準(zhǔn)分布式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn),研制了一套基于FBGA解調(diào)模塊的光纖光布喇格柵波長(zhǎng)解調(diào)儀,完成了基于虛擬儀器的上位機(jī)軟件開發(fā)。

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