光纖傳感器在電力工業中的應用

　　在電力系統中，為了能夠及時發現系統可能出現的各種安全隱患，需要采取有效措施對系統內的各條線路和網絡進行實時監測以維持系統的安全運行。由于系統通常工作在高電壓、大電流的情況下，還有部分置于高空中，這些因素都為系統的監測帶來了不便。光纖傳感器因其具有較強的抗電磁干擾能力和較寬的工作頻率可以在電力系統中用于電流、電壓、溫度等參數的測量。

　　目前，用分布式光纖傳感器測量高壓電力線的溫度已在國外得到廣泛應用，在國內的研究也已經開始。在各種分布式光纖傳感器中，基于布里淵時域反射(BOTDR)的分布式光纖傳感器是一個重要的發展方向。光源LD發出的光經AOM調制成脈沖信號后被EDFA放大，放大后的脈沖信號經光纖光柵濾波后耦合到傳感器光纖，光纖的背向瑞利散射和布里淵散射經過耦合器輸出到干涉儀，布里淵散射信號被提取出來后經PD監測再被放大器放大后用數字示波器顯示采集到的波形信號，最后通過對波形的分析獲得監測的參數變化。

　　由于我國各地環境差異較大，在不同環境中光纜的性能也將受到不同程度的改變，而瑞利散射光基本不受外界環境中溫度和應力的影響，這種基于BOTDR的分布式光纖傳感器不能檢測環境溫度和應力對光纖性能的影響，因此這種傳感器的應用也受到了一定的限制。采用相干檢測技術的BOTDR傳感器系統測量的是光纖的自發布里淵散射信號，盡管其信號強度微弱，但可以通過相干檢測提高系統信噪比。這種傳感器系統結構簡單，實現方便，可以同時監測光纖斷點、損耗、溫度和應變等多個參數的變化。目前該系統已實現了距離30km以上、溫度分辨率4℃、應變分辨率100μs、空間分辨率20m的溫度和應變的同時測量，在只測量溫度時，測量距離可達150km。