我的汇报题目是光纤传感技术在轨道供电保障中的应用。

 

　　那么首先要讲一个就是光纤传感技术的问题，这个光纤传感，它的来源通讯用光纤，利用它对温度、振动、弯曲、应力变化等这些要素把它做成一个只带光不带电的传感器，用它可以测我们这个电力设备的温度，包括短路电流等等这一系列，包括用磁光效应进行检测。那么用这个做的就是我们叫光纤传感，现在主要用在智能电网方面。

 

 

　　开头允许我简单的介绍一下公司，我们这个项目是两个公司。

 

　　一个是上海拜安传感技术有限公司，是做了一系列光纤传感设备，主要做了四大类的光纤传感：一个就是光纤光栅，大家听说的光纤传感器主要是用于点，我们要测一个开关的触点的话，那么要用光纤光栅这种点式传感器；第二个种是微机电传感器，就是把这个传感器做的更小，用这个做集成电路的技术，来做成光的传感器，这个就可以在一个手指上放；第三种传感器是分布式传感器，就是一根光纤几十公里长，可以做到一米一个温度传感器把它串起来，沿着我们的电缆进行分布，我们就可以把电缆每一米温度是几度，哪一米有局部放电可以沿线检测；第四种就是FP，主要就是测压力，对一些变压器里面的压力，SF4里面一些气压进行检测，这个方面的应用很多不说了。

 

　　第二个就是上海欧忆智能网络有限公司，主要从事智能电网的在线检测。这里介绍两个技术。一个就是光纤复合电缆，把光纤嵌到电缆里面去动作很简单，但是里面有一定的技术含量。比如说我们用的高温电缆，长期的温度就是90度以上，那么这样的话普通的通信光缆只有75度不能嵌进去，嵌进去时间长就老化了。用在这根电缆里面的光纤是耐高温，非金属的，那么它这种电缆用上去以后，现在在电力行业就实现了在供电的同时，把这个叫变电站之间的光纤通讯沟通了，同时对电缆进行在线检测，可以检测这根电缆的载流能力，以及电缆如果说哪里出了故障，哪里断了，马上就可以定位出来。第二个技术是分布式的光纤检测技术，这个获得了国家质检总局的奖励。那么利用这些技术呢，我们沿着铁轨进行分布式的光纤传感检测的话，我们就可以检测机车，利用它的振动可以检测汽车在轨道上的位置，行驶速度和方向，有重物砸在轨道上，它可以进行定位。除此之外用这个光纤负荷，在传送电能的同时，还可以检测电缆的状态，完成变电站之间的通讯，那么这是一个多种应用的示意图。

 

 

　　这个里面我们说用光纤，为什么用光纤传感，好处就是传感检测不用电，它整个的传感器走的就是光，那么带来很多的好处：第一个，传感器不需要电源线给它供电源；第二个，不需要信号线，把信号传出来，因为我这个光纤，又是传感器，又是通信线是传送一体化；第三个，里面走的是光信号，就是不怕电磁干扰；第四个，首先是应用在这个电力公司投资，主要是为了应用智能电网，因为它抗电磁干扰；第五个，因为整个光纤是一个密封的，外面包好的，所以说耐环境条件很好，哪怕在油里，放在灰里，长期的风吹雨淋影响不到里面的光纤。

 

　　接触网在线监测光纤传感方案由三部分组成：一个是光纤传感器；第二个是光纤传感器，第三个是光纤传感分析仪。光纤传感器通过传感以后，把这个信号传到沿线的变电站，放一个光纤解调仪，把这个光信号换成电信号以后，再通过变电所里的通信系统，把电信号送到远程的监控中心。那么这样的好处就可以在沿线布置一些定点的布置以后，就不需要再行线进行监测，可以实现实时的在线检测。

 

　　接触网在线监测光纤传感系统具有如下的功能及特点：

 

　　光纤张力计、光纤温度计和光纤位移计采用光纤进行传感测量和信号传输，不但解决了传感器在27.5kV侧高压环境中的电绝缘问题，而且完全不受现场供电条件的限制以及电磁干扰的影响，对旷野环境的风霜雨雪、大气污染以及极端气温、极端气象条件均具有良好的适应性，真正实现7*24小时不间断的在线数据采集。

 

　　实时掌握弓网的性能和运行状态，判断是否发生了弓网事故事故，及时排除故障，将铁路运营损失达到最小；

 

　　通过对列车运行时的受电弓网抬升量与线路最大允许抬升量的实时比较监测，为铁路认定或确定新型的车辆或受电弓的最高允许速度提供辅助依据；

 

　　在接触网即将发生断线事故时，及时发出预警信息，为站段最大限度的减少断线事故提供了时间保障，同时，一旦发现断线故障，站段工作人员能够快速确定故障发生地点，并进行事故处理，使电气化铁路由于断线故障带来的损失降低到最小程度。

 

　　大幅度提高接触网运行管理水平，减少巡检工作量，提升线路运力。

 

 

　　这是几个方案，把光纤位移传感器放在定位器的位置，由于刚才说了光纤传感器，光纤是一个玻璃丝，所以绝缘性能很好，可以直接在高压短27.5千伏的高压端位置，不带电没有金属。可以通过光纤的张力传感器放在这上面进行检测。现在电力公司利用它监测电缆的覆冰情况，以及架空线的张力振动的情况。这个里面一些特点呢，除此之外可以预警减少巡检等等这些方面。除了刚才说的供电系统，这些东西现在在国家电网的电力公司里面，已经作为标准的采购内容，用光纤进行监测了，都进行公开招投标的，这是变电站，除此之外可以对电缆沟盖板，用光纤进行检测不用供电。

 

 

　　根据国家气象局局长郑国光等专家的分析，以及美国国防部于2003年向美国总统提交的《气候突变的情景及其对美国国家安全的意义》和美国海军分析中心根据联合国政府间气候变化专业委员会第四次评估报告发布的《国家安全与气候变化威胁》，全球气候变暖一旦超过某一温度阈值，不利的天气状况可能会相对突然增多。风、雪、雨、地震、滑坡、泥石流等自然灾害将更加频繁发生，对铁路安全运行构成巨大威胁

 

　　我国西南各铁路沿线受崩塌、滑坡和泥石流灾害的有近万公里，占全国铁路总长近20％。近年来，我国部分山区铁路整治崩塌、滑坡和泥石流等灾害的费用已超过10亿元。

 

　　在铁路沿线防护栏和边坡防护网、铁轨底部布设分布式光纤探测单元，可对危及铁路运行安全的风、雨、雪、地震等自然灾害和突发事故、异物侵限灾害等自动进行监测报警和输出控制，为管理运营单位提供经处理后的灾害预警、限速、停运等信息，为铁路安全运营保驾护航。利用光纤智能传感网防异物侵限技术具有如下优势：

 

　　国内外铁路和公路对异物侵限的监控，传统技术手段主要以铁丝网、红外对射和电网为主，视频监控为辅 。

 

　　红外对射探测器易受阳光照射、夜间车灯等的影响，且红外测量不能感知异物的质量，易受飘落物的影响， 导致误报率高。

 

　　电网传感器方式是在防护网上面敷设绝缘导线，当坠落物切断导线报警。优点是无误报，缺点是易受雷击损坏，且无法感知落物在防护网上的积累情况。

 

　　视频监控很难在易发生自然灾害的恶劣气象条件下提供有效的图像信息。

 

　　传感光纤可感测应力变形、水位水压、振动、温度、地质沉降等多种物理量，无需供电，传感与通信一体化，耐候性好，适应铁路沿线无人区、无电区全天候自动监测要求。

 

　　光纤智能传感网可沿铁路线在防护网上敷设，实现落物和异物侵限监测，也可敷设在铁轨下方，监测翻越护网后的轨间落石，或敷设在铁路沿线的桥梁、边坡上进行。