我的匯報題目是光纖傳感技術在軌道供電保障中的應用。

 

　　那么首先要講一個就是光纖傳感技術的問題，這個光纖傳感，它的來源通訊用光纖，利用它對溫度、振動、彎曲、應力變化等這些要素把它做成一個只帶光不帶電的傳感器，用它可以測我們這個電力設備的溫度，包括短路電流等等這一系列，包括用磁光效應進行檢測。那么用這個做的就是我們叫光纖傳感，現(xiàn)在主要用在智能電網(wǎng)方面。

 

 

　　開頭允許我簡單的介紹一下公司，我們這個項目是兩個公司。

 

　　一個是上海拜安傳感技術有限公司，是做了一系列光纖傳感設備，主要做了四大類的光纖傳感：一個就是光纖光柵，大家聽說的光纖傳感器主要是用于點，我們要測一個開關的觸點的話，那么要用光纖光柵這種點式傳感器；第二個種是微機電傳感器，就是把這個傳感器做的更小，用這個做集成電路的技術，來做成光的傳感器，這個就可以在一個手指上放；第三種傳感器是分布式傳感器，就是一根光纖幾十公里長，可以做到一米一個溫度傳感器把它串起來，沿著我們的電纜進行分布，我們就可以把電纜每一米溫度是幾度，哪一米有局部放電可以沿線檢測；第四種就是FP，主要就是測壓力，對一些變壓器里面的壓力，SF4里面一些氣壓進行檢測，這個方面的應用很多不說了。

 

　　第二個就是上海歐憶智能網(wǎng)絡有限公司，主要從事智能電網(wǎng)的在線檢測。這里介紹兩個技術。一個就是光纖復合電纜，把光纖嵌到電纜里面去動作很簡單，但是里面有一定的技術含量。比如說我們用的高溫電纜，長期的溫度就是90度以上，那么這樣的話普通的通信光纜只有75度不能嵌進去，嵌進去時間長就老化了。用在這根電纜里面的光纖是耐高溫，非金屬的，那么它這種電纜用上去以后，現(xiàn)在在電力行業(yè)就實現(xiàn)了在供電的同時，把這個叫變電站之間的光纖通訊溝通了，同時對電纜進行在線檢測，可以檢測這根電纜的載流能力，以及電纜如果說哪里出了故障，哪里斷了，馬上就可以定位出來。第二個技術是分布式的光纖檢測技術，這個獲得了國家質(zhì)檢總局的獎勵。那么利用這些技術呢，我們沿著鐵軌進行分布式的光纖傳感檢測的話，我們就可以檢測機車，利用它的振動可以檢測汽車在軌道上的位置，行駛速度和方向，有重物砸在軌道上，它可以進行定位。除此之外用這個光纖負荷，在傳送電能的同時，還可以檢測電纜的狀態(tài)，完成變電站之間的通訊，那么這是一個多種應用的示意圖。

 

 

　　這個里面我們說用光纖，為什么用光纖傳感，好處就是傳感檢測不用電，它整個的傳感器走的就是光，那么帶來很多的好處：第一個，傳感器不需要電源線給它供電源；第二個，不需要信號線，把信號傳出來，因為我這個光纖，又是傳感器，又是通信線是傳送一體化；第三個，里面走的是光信號，就是不怕電磁干擾；第四個，首先是應用在這個電力公司投資，主要是為了應用智能電網(wǎng)，因為它抗電磁干擾；第五個，因為整個光纖是一個密封的，外面包好的，所以說耐環(huán)境條件很好，哪怕在油里，放在灰里，長期的風吹雨淋影響不到里面的光纖。

 

　　接觸網(wǎng)在線監(jiān)測光纖傳感方案由三部分組成：一個是光纖傳感器；第二個是光纖傳感器，第三個是光纖傳感分析儀。光纖傳感器通過傳感以后，把這個信號傳到沿線的變電站，放一個光纖解調(diào)儀，把這個光信號換成電信號以后，再通過變電所里的通信系統(tǒng)，把電信號送到遠程的監(jiān)控中心。那么這樣的好處就可以在沿線布置一些定點的布置以后，就不需要再行線進行監(jiān)測，可以實現(xiàn)實時的在線檢測。

 

　　接觸網(wǎng)在線監(jiān)測光纖傳感系統(tǒng)具有如下的功能及特點：

 

　　光纖張力計、光纖溫度計和光纖位移計采用光纖進行傳感測量和信號傳輸，不但解決了傳感器在27.5kV側高壓環(huán)境中的電絕緣問題，而且完全不受現(xiàn)場供電條件的限制以及電磁干擾的影響，對曠野環(huán)境的風霜雨雪、大氣污染以及極端氣溫、極端氣象條件均具有良好的適應性，真正實現(xiàn)7*24小時不間斷的在線數(shù)據(jù)采集。

 

　　實時掌握弓網(wǎng)的性能和運行狀態(tài)，判斷是否發(fā)生了弓網(wǎng)事故事故，及時排除故障，將鐵路運營損失達到最小；

 

　　通過對列車運行時的受電弓網(wǎng)抬升量與線路最大允許抬升量的實時比較監(jiān)測，為鐵路認定或確定新型的車輛或受電弓的最高允許速度提供輔助依據(jù)；

 

　　在接觸網(wǎng)即將發(fā)生斷線事故時，及時發(fā)出預警信息，為站段最大限度的減少斷線事故提供了時間保障，同時，一旦發(fā)現(xiàn)斷線故障，站段工作人員能夠快速確定故障發(fā)生地點，并進行事故處理，使電氣化鐵路由于斷線故障帶來的損失降低到最小程度。

 

　　大幅度提高接觸網(wǎng)運行管理水平，減少巡檢工作量，提升線路運力。

 

 

　　這是幾個方案，把光纖位移傳感器放在定位器的位置，由于剛才說了光纖傳感器，光纖是一個玻璃絲，所以絕緣性能很好，可以直接在高壓短27.5千伏的高壓端位置，不帶電沒有金屬?？梢酝ㄟ^光纖的張力傳感器放在這上面進行檢測?，F(xiàn)在電力公司利用它監(jiān)測電纜的覆冰情況，以及架空線的張力振動的情況。這個里面一些特點呢，除此之外可以預警減少巡檢等等這些方面。除了剛才說的供電系統(tǒng)，這些東西現(xiàn)在在國家電網(wǎng)的電力公司里面，已經(jīng)作為標準的采購內(nèi)容，用光纖進行監(jiān)測了，都進行公開招投標的，這是變電站，除此之外可以對電纜溝蓋板，用光纖進行檢測不用供電。

 

 

　　根據(jù)國家氣象局局長鄭國光等專家的分析，以及美國國防部于2003年向美國總統(tǒng)提交的《氣候突變的情景及其對美國國家安全的意義》和美國海軍分析中心根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專業(yè)委員會第四次評估報告發(fā)布的《國家安全與氣候變化威脅》，全球氣候變暖一旦超過某一溫度閾值，不利的天氣狀況可能會相對突然增多。風、雪、雨、地震、滑坡、泥石流等自然災害將更加頻繁發(fā)生，對鐵路安全運行構成巨大威脅

 

　　我國西南各鐵路沿線受崩塌、滑坡和泥石流災害的有近萬公里，占全國鐵路總長近20％。近年來，我國部分山區(qū)鐵路整治崩塌、滑坡和泥石流等災害的費用已超過10億元。

 

　　在鐵路沿線防護欄和邊坡防護網(wǎng)、鐵軌底部布設分布式光纖探測單元，可對危及鐵路運行安全的風、雨、雪、地震等自然災害和突發(fā)事故、異物侵限災害等自動進行監(jiān)測報警和輸出控制，為管理運營單位提供經(jīng)處理后的災害預警、限速、停運等信息，為鐵路安全運營保駕護航。利用光纖智能傳感網(wǎng)防異物侵限技術具有如下優(yōu)勢：

 

　　國內(nèi)外鐵路和公路對異物侵限的監(jiān)控，傳統(tǒng)技術手段主要以鐵絲網(wǎng)、紅外對射和電網(wǎng)為主，視頻監(jiān)控為輔 。

 

　　紅外對射探測器易受陽光照射、夜間車燈等的影響，且紅外測量不能感知異物的質(zhì)量，易受飄落物的影響， 導致誤報率高。

 

　　電網(wǎng)傳感器方式是在防護網(wǎng)上面敷設絕緣導線，當墜落物切斷導線報警。優(yōu)點是無誤報，缺點是易受雷擊損壞，且無法感知落物在防護網(wǎng)上的積累情況。

 

　　視頻監(jiān)控很難在易發(fā)生自然災害的惡劣氣象條件下提供有效的圖像信息。

 

　　傳感光纖可感測應力變形、水位水壓、振動、溫度、地質(zhì)沉降等多種物理量，無需供電，傳感與通信一體化，耐候性好，適應鐵路沿線無人區(qū)、無電區(qū)全天候自動監(jiān)測要求。

 

　　光纖智能傳感網(wǎng)可沿鐵路線在防護網(wǎng)上敷設，實現(xiàn)落物和異物侵限監(jiān)測，也可敷設在鐵軌下方，監(jiān)測翻越護網(wǎng)后的軌間落石，或敷設在鐵路沿線的橋梁、邊坡上進行。