在經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下，電力系統(tǒng)作為國(guó)家重要的能源基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)、城市運(yùn)轉(zhuǎn)和人民生活。然而，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大、輸電距離不斷延伸、負(fù)荷波動(dòng)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)電力檢測(cè)手段往往受限于點(diǎn)式監(jiān)測(cè)覆蓋面不足、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力欠缺、故障定位困難以及巡檢效率低下等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)全狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)化運(yùn)維的迫切需求。針對(duì)這一領(lǐng)域，我們打造了一套基于光纖傳感技術(shù)的智能電力檢測(cè)綜合解決方案，通過(guò)構(gòu)建“全線(xiàn)路感知-實(shí)時(shí)化傳輸-智能化診斷”的技術(shù)體系，為輸電線(xiàn)路、電力電纜、變電站及發(fā)電廠等電力設(shè)施提供全方位狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警支撐。
在感知層面，方案以與電力設(shè)施同溝敷設(shè)或內(nèi)置的特種傳感光纜為核心探測(cè)單元，利用分布式溫度傳感技術(shù)實(shí)時(shí)獲取輸電線(xiàn)路和電力電纜全線(xiàn)溫度分布，清晰揭示接頭過(guò)熱、負(fù)荷過(guò)載、散熱不良及局部熱缺陷等隱患；利用分布式應(yīng)變傳感技術(shù)監(jiān)測(cè)架空輸電線(xiàn)路的桿塔傾斜、導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)、覆冰荷載及地基沉降等力學(xué)狀態(tài)，識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷和潛在風(fēng)險(xiǎn)；針對(duì)電纜本體和外護(hù)套絕緣監(jiān)測(cè)需求，可利用光纖振動(dòng)傳感技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉電纜局部放電產(chǎn)生的微弱振動(dòng)信號(hào)，早期預(yù)警絕緣劣化；針對(duì)OPGW光纜和ADSS光纜，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信傳輸與線(xiàn)路狀態(tài)感知的雙重功能。在傳輸與處理層面，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)匯聚至電力調(diào)度中心和運(yùn)維管理中心，利用專(zhuān)業(yè)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件和人工智能算法進(jìn)行快速處理和智能分析，自動(dòng)識(shí)別異常特征、評(píng)估設(shè)備狀態(tài)、預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，生成溫度分布圖、應(yīng)變曲線(xiàn)圖及健康評(píng)價(jià)報(bào)告。這一方案可廣泛應(yīng)用于高壓架空輸電線(xiàn)路監(jiān)測(cè)，通過(guò)連續(xù)獲取導(dǎo)線(xiàn)溫度和應(yīng)變分布，動(dòng)態(tài)評(píng)估線(xiàn)路輸送容量，預(yù)警導(dǎo)線(xiàn)過(guò)熱和舞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，支撐動(dòng)態(tài)增容和運(yùn)行方式優(yōu)化；在高壓電力電纜監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，利用分布式測(cè)溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜全線(xiàn)溫度，識(shí)別熱點(diǎn)區(qū)域和負(fù)荷不平衡，預(yù)警絕緣熱老化，同時(shí)利用分布式振動(dòng)監(jiān)測(cè)捕捉外力破壞和局部放電信號(hào)，保障電纜安全運(yùn)行；在變電站設(shè)備監(jiān)測(cè)中，利用光纖光柵溫度傳感器對(duì)開(kāi)關(guān)柜、變壓器及刀閘觸頭等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)溫，預(yù)警接觸不良和過(guò)熱故障；在電纜隧道和綜合管廊中，融合分布式測(cè)溫與分布式振動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)電纜本體狀態(tài)監(jiān)測(cè)與外部入侵預(yù)警的一體化防護(hù)；在發(fā)電廠中，利用光纖傳感監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子溫度、輸煤皮帶運(yùn)行狀態(tài)及廠區(qū)周界安全。
整體方案的核心優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)施狀態(tài)的分布式感知與實(shí)時(shí)化傳輸，打通了從線(xiàn)路本體狀態(tài)獲取到運(yùn)維決策支持的完整技術(shù)鏈條，確保各類(lèi)隱患能夠在早期被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和精準(zhǔn)定位，同時(shí)通過(guò)光纖傳感的無(wú)源特性和抗電磁干擾能力，保障系統(tǒng)在高壓、強(qiáng)電磁環(huán)境下的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，傳感光纜可與電力電纜同壽命，實(shí)現(xiàn)從施工到運(yùn)行的全周期連續(xù)監(jiān)測(cè)，并可根據(jù)不同電壓等級(jí)、不同線(xiàn)路類(lèi)型和不同監(jiān)測(cè)需求進(jìn)行深度定制，真正為現(xiàn)代電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)筑起全天候、智能化、高可靠的狀態(tài)監(jiān)測(cè)防線(xiàn)。
電力檢測(cè)應(yīng)用方案
針對(duì)高壓架空輸電線(xiàn)路輸送容量受導(dǎo)線(xiàn)溫度限制的瓶頸問(wèn)題，提供基于分布式溫度傳感的動(dòng)態(tài)增容監(jiān)測(cè)服務(wù)。在輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)上敷設(shè)或利用OPGW
光纜中的傳感光纖，實(shí)時(shí)獲取全線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)溫度分布，清晰揭示環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速及負(fù)荷電流對(duì)導(dǎo)線(xiàn)溫升的綜合影響?；趯?shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)計(jì)算
線(xiàn)路當(dāng)前輸送容量，支撐調(diào)度部門(mén)在保障安全的前提下最大限度釋放線(xiàn)路輸送潛力，提升電網(wǎng)輸電效率和新能源消納能力。
針對(duì)架空輸電線(xiàn)路在大風(fēng)條件下發(fā)生的導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)和微風(fēng)振動(dòng)導(dǎo)致的疲勞損傷風(fēng)險(xiǎn)，提供基于分布式應(yīng)變傳感的振動(dòng)監(jiān)測(cè)服務(wù)。利用OPGW光纜或
ADSS光纜中的傳感光纖，實(shí)時(shí)感知導(dǎo)線(xiàn)振動(dòng)的頻率、幅值及持續(xù)時(shí)間，識(shí)別舞動(dòng)事件和振動(dòng)疲勞累積。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳至運(yùn)維中心，支撐線(xiàn)路防
舞動(dòng)措施效果評(píng)估、疲勞壽命預(yù)測(cè)及檢修計(jì)劃優(yōu)化，保障線(xiàn)路長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
針對(duì)寒冷地區(qū)輸電線(xiàn)路覆冰導(dǎo)致的過(guò)載、舞動(dòng)及斷線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，提供基于分布式溫度與應(yīng)變?nèi)诤系母脖O(jiān)測(cè)服務(wù)。利用傳感光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)線(xiàn)溫度和應(yīng)變
變化，通過(guò)溫度與應(yīng)變關(guān)聯(lián)分析識(shí)別覆冰厚度和覆冰類(lèi)型，清晰揭示覆冰形成過(guò)程和增長(zhǎng)趨勢(shì)。系統(tǒng)在覆冰達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)自動(dòng)預(yù)警，指導(dǎo)融冰除冰
作業(yè)啟動(dòng)時(shí)機(jī)選擇和除冰效果評(píng)估，有效防范冰災(zāi)事故。
針對(duì)采空區(qū)、滑坡區(qū)及軟弱地基區(qū)域的輸電桿塔傾斜和基礎(chǔ)沉降風(fēng)險(xiǎn)，提供基于光纖光柵傳感器和分布式應(yīng)變傳感的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)服務(wù)。在桿塔關(guān)鍵
部位和基礎(chǔ)周?chē)荚O(shè)光纖光柵傾角儀和應(yīng)變傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿塔傾斜角度、基礎(chǔ)不均勻沉降及結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與地質(zhì)環(huán)境信息關(guān)聯(lián)分析，
早期識(shí)別失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)桿塔加固和基礎(chǔ)處理，保障輸電通道安全。
針對(duì)高壓電力電纜運(yùn)行溫度難以全面掌握、熱點(diǎn)隱患不易發(fā)現(xiàn)的難題，提供基于分布式溫度傳感的電纜全線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)服務(wù)。在電纜本體內(nèi)部或與外護(hù)
套同步敷設(shè)傳感光纜，實(shí)時(shí)獲取電纜全線(xiàn)溫度分布，清晰識(shí)別電纜接頭過(guò)熱、局部散熱不良及負(fù)荷不平衡等熱點(diǎn)區(qū)域。基于實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)評(píng)估電
纜實(shí)際載流量和絕緣熱老化速率，支撐負(fù)荷調(diào)配和檢修決策，延長(zhǎng)電纜使用壽命。
針對(duì)電力電纜遭受施工挖掘、錨害及人為破壞的風(fēng)險(xiǎn)，提供基于分布式振動(dòng)傳感的實(shí)時(shí)預(yù)警服務(wù)。與電纜同溝敷設(shè)傳感光纜，連續(xù)監(jiān)測(cè)電纜沿線(xiàn)土壤
中的振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法精準(zhǔn)識(shí)別挖掘機(jī)施工、打樁、鉆孔等威脅電纜安全的破壞行為。系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位破壞位置并推送預(yù)警信息至運(yùn)維人員
和執(zhí)法部門(mén)，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)搶修到主動(dòng)防護(hù)的轉(zhuǎn)變，大幅降低外力破壞導(dǎo)致的停電事故。
針對(duì)高壓電力電纜在運(yùn)行過(guò)程中局部放電導(dǎo)致的絕緣劣化風(fēng)險(xiǎn)，提供基于光纖振動(dòng)傳感和高頻電流傳感的局部放電監(jiān)測(cè)服務(wù)。在電纜接頭和終端等關(guān)鍵
部位布設(shè)光纖振動(dòng)傳感器，捕捉局部放電產(chǎn)生的微弱振動(dòng)信號(hào)；同步監(jiān)測(cè)高頻電流信號(hào)，綜合判斷局部放電強(qiáng)度、類(lèi)型及發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)早期預(yù)警絕緣
劣化進(jìn)程，指導(dǎo)電纜預(yù)防性試驗(yàn)和維修更換，避免絕緣擊穿事故。
針對(duì)變電站內(nèi)變壓器、斷路器、刀閘觸頭、母線(xiàn)連接及電纜終端等關(guān)鍵設(shè)備的過(guò)熱故障風(fēng)險(xiǎn)，提供基于光纖光柵溫度傳感器的定點(diǎn)測(cè)溫服務(wù)。光纖光柵
傳感器可直接安裝于高壓設(shè)備表面或嵌入設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)高電壓環(huán)境下的本征安全測(cè)溫，不受強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度變化，清晰識(shí)
別接觸不良、過(guò)負(fù)荷及設(shè)備老化導(dǎo)致的熱缺陷，預(yù)警潛在故障，支撐變電站設(shè)備狀態(tài)檢修。
針對(duì)電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中繞組熱點(diǎn)溫度和頂層油溫監(jiān)測(cè)需求，提供基于光纖光柵溫度傳感器的內(nèi)置式測(cè)溫服務(wù)。在變壓器制造時(shí)將光纖光柵傳感器嵌
入繞組線(xiàn)餅間、鐵芯及油道等關(guān)鍵位置，實(shí)時(shí)獲取變壓器內(nèi)部真實(shí)溫度分布，清晰揭示不同負(fù)荷條件下的繞組熱點(diǎn)位置和溫度變化規(guī)律。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)支撐
變壓器負(fù)荷能力評(píng)估、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化控制及絕緣壽命預(yù)測(cè)，保障變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
針對(duì)城市電纜隧道和綜合管廊內(nèi)電力電纜運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)集中的特點(diǎn)，提供融合溫度、振動(dòng)及氣體監(jiān)測(cè)的綜合解決方案。沿隧道敷設(shè)傳感光纜，
實(shí)現(xiàn)電纜本體溫度連續(xù)監(jiān)測(cè)和外部入侵振動(dòng)監(jiān)測(cè)的雙重功能；同步接入光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)隧道環(huán)境溫度異常和火災(zāi)早期預(yù)警；集成光纖
氣體傳感器監(jiān)測(cè)氧氣、甲烷及有害氣體濃度。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入綜合監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電纜隧道全方位安全防護(hù)。
針對(duì)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)及大型高壓電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中定子繞組溫度監(jiān)測(cè)需求，提供基于光纖光柵溫度傳感器的嵌入式測(cè)溫服務(wù)。在電機(jī)定子槽內(nèi)和繞組端部布設(shè)
光纖光柵傳感器，實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的定子溫度分布，清晰識(shí)別冷卻系統(tǒng)效果、局部過(guò)熱及負(fù)荷不平衡。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)支撐發(fā)電機(jī)出力調(diào)整、冷卻系
統(tǒng)優(yōu)化及故障預(yù)警，保障發(fā)電設(shè)備安全運(yùn)行和壽命延長(zhǎng)。
針對(duì)電力電纜發(fā)生故障后快速查找故障點(diǎn)的迫切需求，提供基于光纖振動(dòng)傳感和反射技術(shù)的故障定位服務(wù)。電纜發(fā)生擊穿故障時(shí)，利用與電纜同溝敷設(shè)的
傳感光纜捕捉故障瞬間產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)時(shí)域反射原理實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)米級(jí)精度定位。定位結(jié)果直接指導(dǎo)搶修隊(duì)伍精準(zhǔn)開(kāi)挖，大幅縮短故障查找時(shí)間和停
電時(shí)長(zhǎng)，提升供電可靠性和搶修效率。
針對(duì)輸電線(xiàn)路架空地線(xiàn)和變電站接地網(wǎng)的腐蝕、斷裂及接地性能劣化風(fēng)險(xiǎn)，提供基于光纖傳感的狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)。在架空地線(xiàn)和接地網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)布設(shè)光纖光柵
應(yīng)變傳感器和腐蝕傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地線(xiàn)張力變化和接地導(dǎo)體腐蝕速率。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與雷電定位系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析，評(píng)估接地系統(tǒng)性能變化趨勢(shì)，預(yù)警接地失效風(fēng)
險(xiǎn)，保障防雷保護(hù)和人員安全。