基于光纤传感器的架空输电线覆冰监测
发布时间：2022-01-27 09:11
导线覆冰是导致冬天发生倒塔、断线等事故的主要原因,这在很大程度上制约了电网的发展,给国家带来了巨大的经济损失。为了改善这一局面,很多学者开始了对导线覆冰监测技术的深入研究,使其成为了近年来电力领域的研究热点之一。但现有的覆冰监测方式大部分采用基于电信号的传感器测量,在导线周围强电磁干扰的环境下效果不佳,且需要频繁更换电池导致工作效率不高。光纤传感器凭借其无需现场供能和优秀的抗干扰能力很好的解决了以上存在的问题,并以其精度高、体积小等优势迅速的在测量领域得到广泛的运用。本文对现有的覆冰质量计算方法以及光纤光栅的基本特性展开了深入的研究和仿真分析,提出了一种基于光纤光栅传感器的覆冰在线监测系统。主要工作如下:（1）分析了以往覆冰质量算法计算结果不准确的原因。提出了一种新覆冰质量的迭代算法,通过测量导线的应变变化量来计算导线的覆冰质量,提高了计算的准确性。（2）提出了基于光纤光栅传感的架空输电线覆冰监测系统的硬件结构,分析了折射率扰动、光栅长度等对光纤光栅特性的影响,研究了光纤光栅的传感原理,得到了应变和温度两个参量与光纤光栅反射波长的关系,分析了温度和应力的交叉敏感问题,并进一步研究了各个...
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２光在光线中子午面内的光纤图??
量也在一直上涨［１１］。导线上的参数也会随着覆冰状态的改变而改变，如果想获取??到整条导线平均的覆冰质量，就需要建立关于导线的状态方程，状态方程要与导??线的参数对应起来。导线整体受力如图２－１所示。??在输电线路中，导线的线长远远大于其外径，所以将导线的外径看做无穷小，??在分析中，无限小的变量可以当做质点来处理，因此忽略导线的刚性对导线形状??的影响。根据此逻辑，得知导线只受到轴向应力的作用，因此可以假定导线的负??载在导线所有的线长是一定的，所以两个杠塔之间的导线可以视作悬链线。??在图２－１中，Ｘ轴表示线路的水平方向，Ｙ轴则表示线路的竖直方向。Ａ、Ｂ??两个点表示导线的悬挂点，在输电线上，其重力荷载也是固定的，重力比载为／。［１??２］。因为重力的影响，导线会因受力自然的下垂，类似为圆弧的形态。其圆弧的最??低端用０表示
对于导线的覆冰监测，轴向应力是一个必须获取到的参数［１４］。其公式推??导如下所示：??图２－１中的Ｃ点处的轴向应力Ｒ可以受力分解为水平方向和竖直方向的分力，??由任意一点的斜率公式有：??？＝ｃｒ。＾Ｊｌ?＋?ｔｇ２０?＝ａ０?ｌｌ?＋?［ｔｇ／＾－￣?２＾－ｆ?（２－２７）??＼?２＜ｒ０ｃｏｓ々??（２－２７）为导线上任意一点的应力方程，在工程计算中为了计算方便，本文根据??｜ｊｃ｜＜１时，ＶＴＴ＾?＝?ｌ?＋?（＾）进行简化分析，简化后的方程为：??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FBG技术的抛物线与BP神经网络联合算法应用于架空线覆冰厚度监测的研究[J]. 李路明,刘志明,张治国,蔡志民,廖志军,胡振燕. 智慧电力. 2017(08)
[2]无人机输电线路覆冰监测图像边缘检测方法[J]. 翟永赛,于虹,吕金花,王龙飞,韦根原. 云南电力技术. 2017(04)
[3]输电线路导线覆冰舞动机理的讨论与研究[J]. 彭永洪,马强,田兴瑞. 科技风. 2017(08)
[4]适用于有高差线路的覆冰输电导线ANSYS找形方法[J]. 谢云云,金颖,黄琳雁,刘旭斐,王昊昊,郁琛. 电力工程技术. 2017(02)
[5]基于物联网的架空输电线路灾害监测预警技术的研究[J]. 杨楠,胡智,郭太平. 科技视界. 2017(05)
[6]一种全光纤输电线覆冰及融冰监测方法[J]. 雷煜卿,侯宝素,仝杰,杨德龙. 光通信技术. 2016(11)
[7]基于LabVIEW软件的输电线路覆冰舞动灾害在线监测系统[J]. 李红军,曲振军,李鹏. 现代电子技术. 2016(02)
[8]电容感应式架空输电线路覆冰厚度传感器的研究[J]. 薛盈,窦银科,常晓敏,袁凯琪,刘磊. 数学的实践与认识. 2015(01)
[9]FBG输电线路覆冰监测拉力传感器[J]. 蒋建,沈坚,韩宏量. 电气开关. 2014(04)
[10]考虑架空输电线路状态的线路覆冰监测系统的研究[J]. 陈金熠,范春菊,胡天强,胡益忠. 电力系统保护与控制. 2012(15)
硕士论文
[1]呼和浩特供电局输电在线监测系统设计[D]. 武国斌.内蒙古大学 2016
[2]基于无线传感器网络的输电线路覆冰监测系统设计[D]. 樊汝森.上海电力学院 2015
[3]基于光纤传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的设计与实现[D]. 薛志航.电子科技大学 2012
[4]输电线路防冰减灾技术研究及覆冰在线监测系统设计与实现[D]. 夏辉军.电子科技大学 2011
[5]准分布式的架空输电线路覆冰监测的仿真分析[D]. 宁妍.电子科技大学 2010
本文编号：3612196
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２光在光线中子午面内的光纤图??
量也在一直上涨［１１］。导线上的参数也会随着覆冰状态的改变而改变，如果想获取??到整条导线平均的覆冰质量，就需要建立关于导线的状态方程，状态方程要与导??线的参数对应起来。导线整体受力如图２－１所示。??在输电线路中，导线的线长远远大于其外径，所以将导线的外径看做无穷小，??在分析中，无限小的变量可以当做质点来处理，因此忽略导线的刚性对导线形状??的影响。根据此逻辑，得知导线只受到轴向应力的作用，因此可以假定导线的负??载在导线所有的线长是一定的，所以两个杠塔之间的导线可以视作悬链线。??在图２－１中，Ｘ轴表示线路的水平方向，Ｙ轴则表示线路的竖直方向。Ａ、Ｂ??两个点表示导线的悬挂点，在输电线上，其重力荷载也是固定的，重力比载为／。［１??２］。因为重力的影响，导线会因受力自然的下垂，类似为圆弧的形态。其圆弧的最??低端用０表示
对于导线的覆冰监测，轴向应力是一个必须获取到的参数［１４］。其公式推??导如下所示：??图２－１中的Ｃ点处的轴向应力Ｒ可以受力分解为水平方向和竖直方向的分力，??由任意一点的斜率公式有：??？＝ｃｒ。＾Ｊｌ?＋?ｔｇ２０?＝ａ０?ｌｌ?＋?［ｔｇ／＾－￣?２＾－ｆ?（２－２７）??＼?２＜ｒ０ｃｏｓ々??（２－２７）为导线上任意一点的应力方程，在工程计算中为了计算方便，本文根据??｜ｊｃ｜＜１时，ＶＴＴ＾?＝?ｌ?＋?（＾）进行简化分析，简化后的方程为：??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FBG技术的抛物线与BP神经网络联合算法应用于架空线覆冰厚度监测的研究[J]. 李路明,刘志明,张治国,蔡志民,廖志军,胡振燕. 智慧电力. 2017(08)
[2]无人机输电线路覆冰监测图像边缘检测方法[J]. 翟永赛,于虹,吕金花,王龙飞,韦根原. 云南电力技术. 2017(04)
[3]输电线路导线覆冰舞动机理的讨论与研究[J]. 彭永洪,马强,田兴瑞. 科技风. 2017(08)
[4]适用于有高差线路的覆冰输电导线ANSYS找形方法[J]. 谢云云,金颖,黄琳雁,刘旭斐,王昊昊,郁琛. 电力工程技术. 2017(02)
[5]基于物联网的架空输电线路灾害监测预警技术的研究[J]. 杨楠,胡智,郭太平. 科技视界. 2017(05)
[6]一种全光纤输电线覆冰及融冰监测方法[J]. 雷煜卿,侯宝素,仝杰,杨德龙. 光通信技术. 2016(11)
[7]基于LabVIEW软件的输电线路覆冰舞动灾害在线监测系统[J]. 李红军,曲振军,李鹏. 现代电子技术. 2016(02)
[8]电容感应式架空输电线路覆冰厚度传感器的研究[J]. 薛盈,窦银科,常晓敏,袁凯琪,刘磊. 数学的实践与认识. 2015(01)
[9]FBG输电线路覆冰监测拉力传感器[J]. 蒋建,沈坚,韩宏量. 电气开关. 2014(04)
[10]考虑架空输电线路状态的线路覆冰监测系统的研究[J]. 陈金熠,范春菊,胡天强,胡益忠. 电力系统保护与控制. 2012(15)
硕士论文
[1]呼和浩特供电局输电在线监测系统设计[D]. 武国斌.内蒙古大学 2016
[2]基于无线传感器网络的输电线路覆冰监测系统设计[D]. 樊汝森.上海电力学院 2015
[3]基于光纤传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的设计与实现[D]. 薛志航.电子科技大学 2012
[4]输电线路防冰减灾技术研究及覆冰在线监测系统设计与实现[D]. 夏辉军.电子科技大学 2011
[5]准分布式的架空输电线路覆冰监测的仿真分析[D]. 宁妍.电子科技大学 2010
本文编号：3612196
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3612196.html
