振動(dòng)光纖傳感在電力安防系統(tǒng)應(yīng)用

1、振動(dòng)光纖傳感在電力安防系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案北京三安古德科技發(fā)展有限公司電力系統(tǒng)是國(guó)家建設(shè)的基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈所在，是支撐整個(gè)社會(huì)運(yùn)行最重要基礎(chǔ)體系之一。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)飛速發(fā)展，居民生活水平的迅速提高。電力需求在不斷增加，發(fā)電廠(chǎng)、變電站及配套線(xiàn)路被大量建設(shè)，對(duì)現(xiàn)代化建設(shè)所體現(xiàn)出的重要性越來(lái)越明顯。電力工業(yè)得到迅速發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也迅速擴(kuò)大。電廠(chǎng)環(huán)境復(fù)雜傳統(tǒng)安防設(shè)備受限電力作為國(guó)家重要的能源供給設(shè)施，安全防范自是重中之重，保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行已經(jīng)成為電力管理部門(mén)的首要任務(wù)。在我國(guó)電力行業(yè)在安防系統(tǒng)中一直走在前列，需求與功能也隨著信息技術(shù)的發(fā)展而不斷完善與提高。傳統(tǒng)的人力管理已經(jīng)

2、無(wú)法符合電力應(yīng)用的智能化、數(shù)字化的趨勢(shì)。 隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)和改造不斷發(fā)展完善，電網(wǎng)企業(yè)大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程變電站/電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，即四遙功能。當(dāng)前，各企業(yè)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)始對(duì)電力生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守模式或者遠(yuǎn)程遙控操作。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)-五遙作為對(duì)四遙的進(jìn)一步補(bǔ)充和完善，越來(lái)越廣泛地被電力用戶(hù)應(yīng)用到電力綜合生產(chǎn)管理調(diào)度之中。 但是目前，電力行業(yè)的監(jiān)控也主要還是以變電站監(jiān)控為主，而電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成。而作為電力生產(chǎn)不可或缺的各環(huán)節(jié)，一些環(huán)節(jié)的安全防范還存在缺失?；蛘叩蛯哟渭夹g(shù)應(yīng)用階段，缺乏一些技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的安全防范

3、手段。 首先從發(fā)電環(huán)節(jié)，中國(guó)已經(jīng)經(jīng)歷了一輪電廠(chǎng)投建及改擴(kuò)建的高峰期，一批火電、水電、核電、風(fēng)電以及其它能源發(fā)電廠(chǎng)相繼建成投產(chǎn)。電廠(chǎng)往往投資規(guī)模巨大，對(duì)安全生產(chǎn)和設(shè)備財(cái)產(chǎn)保有的要求很高，然而各電廠(chǎng)因其生產(chǎn)組織形式不同，工業(yè)環(huán)境有著其各自的異同。 相同的是電廠(chǎng)一般占地范圍較大，大規(guī)模的裝備全廠(chǎng)覆蓋的入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，存在施工、裝備以及探測(cè)效果的難題。而各電廠(chǎng)的環(huán)境因素比較復(fù)雜，使得傳統(tǒng)一些安防設(shè)備的使用受限。 傳統(tǒng)的線(xiàn)形對(duì)射探測(cè)設(shè)備，發(fā)射口易被堵塞，從而失效。而紅外對(duì)射以及一些場(chǎng)形探測(cè)設(shè)備在高頻電磁干擾、高溫潮濕的環(huán)境下，易受干擾，造成設(shè)備工作的有效性明顯受到干擾。因此，發(fā)電廠(chǎng)周界安全防范入侵探測(cè)

4、報(bào)警系統(tǒng)需要裝備環(huán)境應(yīng)用性更強(qiáng)的系統(tǒng)。 然后是輸電環(huán)節(jié)，輸電線(xiàn)路是電網(wǎng)運(yùn)行的命脈，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵，它在輸送能源的同時(shí)又相當(dāng)?shù)拇嗳?，任何外力的破壞，都有可能造成大面積停電，甚至電網(wǎng)瓦解，給地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活及社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)巨大危害。外力破壞(如盜竊、施工)、環(huán)境污染、自然災(zāi)害一直是威脅電網(wǎng)安全的重大隱患，并有不斷增加的趨勢(shì)。目前電網(wǎng)企業(yè)還缺乏有效的防范手段和防范措施。而對(duì)于地震、臺(tái)風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害有可能造成的電網(wǎng)大面積癱瘓。目前還缺乏系統(tǒng)性研究和評(píng)估，沒(méi)有建立相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制。 隨著現(xiàn)代光電傳感技術(shù)的發(fā)展，使用輕巧方便的分布式振動(dòng)光纖壓力傳感器來(lái)代替原來(lái)的普通探測(cè)器陣列已成為可能，并

5、因其優(yōu)越的性能而具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ駝?dòng)光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)是國(guó)際上七十年代后期才迅速發(fā)展起來(lái)的一種現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)，在航空、航天領(lǐng)域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始，并受到了各發(fā)達(dá)國(guó)家研究機(jī)構(gòu)的普遍重視，發(fā)展前景十分良好。尤其是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的分布式振動(dòng)光纖傳感技術(shù)，使振動(dòng)光纖傳感的應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步拓展。無(wú)人值守電站 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控已經(jīng)成為變電運(yùn)行的主流方式并已在城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中廣泛采用。與此同時(shí)，無(wú)人值守電站的安全防范也成為應(yīng)運(yùn)而生的問(wèn)題，電力設(shè)施、設(shè)備遭破壞的情況屢有發(fā)生。因此，變電站

6、園區(qū)周界入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，成為保證變電站安全運(yùn)行的最外層、最必要屏障。綜合電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的實(shí)際狀況，無(wú)人值守變電站的周界入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)有其一些特殊的性能要求：1、變電站多呈分散式分布，有些處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境復(fù)雜、氣候狀況多變。周界入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)要求在潮濕、干旱環(huán)境下均能良好運(yùn)行，受風(fēng)、雨干擾小，不受雷、電影響。 2、變電站無(wú)人或少人值守一旦周界發(fā)生入侵報(bào)警，則需調(diào)集人力或出動(dòng)警力趕赴現(xiàn)場(chǎng)，因此要求入侵探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)性能穩(wěn)定，誤報(bào)、漏報(bào)率低。 3、目前屬于無(wú)人值守變電站管理模式的多為超高壓和高壓變電站。變電站園區(qū)處于高壓、強(qiáng)電磁的環(huán)境當(dāng)中，要求設(shè)備能夠穩(wěn)定、良好運(yùn)行。 4、遠(yuǎn)程監(jiān)控，集控站分控中

7、心、調(diào)度局監(jiān)控中心、其它職能部門(mén)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)能分級(jí)、分權(quán)限進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度、報(bào)警。振動(dòng)光纖振動(dòng)傳感技術(shù)采用振動(dòng)光纖作為前端介質(zhì)，同時(shí)通過(guò)振動(dòng)光纖將前端信號(hào)傳輸至監(jiān)控中心主機(jī)主。主機(jī)響應(yīng)后通過(guò)電力專(zhuān)網(wǎng)向遠(yuǎn)程調(diào)度中心或市局、上級(jí)機(jī)構(gòu)傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。高壓電塔安全監(jiān)控系統(tǒng) 所周知，高壓電塔危險(xiǎn)性極強(qiáng)，別說(shuō)是靠近塔架，就連塔架附近一定區(qū)域都需作無(wú)人區(qū)隔離，保證一定的安全距離。然而，攀爬塔架的新聞卻依然時(shí)有發(fā)生。可能造成人員傷亡，也有因人道主義救助切斷供電而造成的大范圍電力中斷，給工業(yè)生產(chǎn)、人民生活帶來(lái)干擾。因此，如果能在靠近塔架的無(wú)人區(qū)域，或者塔架底部布設(shè)報(bào)警裝置。在意識(shí)到可能有人員進(jìn)入的早期，

8、及時(shí)預(yù)警，及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，將危險(xiǎn)及早扼制。對(duì)于電力供給的安全運(yùn)行與人民生活都能起到很好的保證。 振動(dòng)振動(dòng)光纖傳感技術(shù)通過(guò)埋設(shè)在無(wú)人區(qū)高壓塔架周?chē)墓饫|。或者綁扎在高壓塔架底部支架上的光纜，在有人員進(jìn)入禁行區(qū)，或開(kāi)始攀爬塔架的時(shí)候，第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警。安保人員通過(guò)監(jiān)控室顯示的塔架位置及時(shí)進(jìn)行定位，并出動(dòng)人員及早進(jìn)行干預(yù)。能有效將危險(xiǎn)及早進(jìn)行扼制。 輸電干線(xiàn)安全監(jiān)控 輸電線(xiàn)路是電網(wǎng)運(yùn)行的命脈，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵。它在輸送能源的同時(shí)又相當(dāng)?shù)拇嗳酰魏瓮饬Φ钠茐?，都有可能造成大面積停電，甚至電網(wǎng)瓦解。給地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活及社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)巨大危害。外力破壞(如盜竊、施工)、環(huán)境污染、自然災(zāi)害一直是威

9、脅電網(wǎng)安全的重大隱患，并有不斷增加的趨勢(shì)。目前電網(wǎng)企業(yè)還缺乏有效的防范手段和防范措施。而對(duì)于地震、臺(tái)風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害有可能造成的電網(wǎng)大面積癱瘓。目前還缺乏系統(tǒng)性研究和評(píng)估，沒(méi)有建立相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制。 利用振動(dòng)光纖傳感技術(shù)對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行安全監(jiān)控。是采用沿輸電線(xiàn)路布設(shè)的振動(dòng)光纖單芯定位等一系列創(chuàng)新技術(shù)。通過(guò)對(duì)輸電線(xiàn)路上發(fā)生的觸碰(或刮擦)光纜、接頭盒、光芯等擾動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采集和分析信息，判定擾動(dòng)發(fā)生的位置、類(lèi)型、強(qiáng)度，以幫助線(xiàn)路維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線(xiàn)路的破壞行為。該系統(tǒng)解決了當(dāng)前輸電干線(xiàn)安全缺乏有效監(jiān)測(cè)手段的問(wèn)題，不僅能夠在事件發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確定位、智能分析。還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事故發(fā)生的預(yù)警，有效

10、解決對(duì)線(xiàn)路損毀的預(yù)警監(jiān)測(cè)，為安保人員提供告警、智能分析和輔助決策支持。 該系統(tǒng)解決了輸電干線(xiàn)遠(yuǎn)程長(zhǎng)距離傳輸?shù)那闆r下，無(wú)法進(jìn)行無(wú)源(不需電力供給)的定位安全實(shí)時(shí)監(jiān)控。安裝便捷，只需沿被監(jiān)測(cè)線(xiàn)路布設(shè)一根光纜，光纜的兩端使用振動(dòng)光纖連接器分別接入信號(hào)檢測(cè)子架、信息處理子架(近端)和遠(yuǎn)端單元(遠(yuǎn)端)?？赏瓿上到y(tǒng)安裝而不影響線(xiàn)路正常使用。 分布式溫度傳感監(jiān)測(cè) 電力設(shè)備安全運(yùn)行一直是電力、鋼鐵、石化等行業(yè)高度重視的問(wèn)題。多年來(lái)，雖然采取了不少安全措施和技術(shù)，仍然存在著不少隱患，安全事故仍時(shí)有發(fā)生。電廠(chǎng)與變電站電纜橋架、電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井、開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器、電阻排等電力設(shè)備在長(zhǎng)期的高壓中常因