基于布里渊光时域峰值边沿分析的变压器绕组局部热点检测 被引量：8

1

作者 刘云鹏 黎晏霖 +1 位作者 李欢 范晓舟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3486-3498,共13页

变压器绕组的温度分布一直是电网运行人员重点关注的对象。与传统传感器相比,分布式光纤传感具有抗电磁干扰能力强、可实现分布式测量等优势,其中布里渊光时域分析技术(BOTDA)的性能稳定,适用于大多数场景,但BOTDA的空间分辨率为m级,难... 变压器绕组的温度分布一直是电网运行人员重点关注的对象。与传统传感器相比,分布式光纤传感具有抗电磁干扰能力强、可实现分布式测量等优势,其中布里渊光时域分析技术(BOTDA)的性能稳定,适用于大多数场景,但BOTDA的空间分辨率为m级,难以分辨绕组运行中的局部热点。该文从布里渊散射增益谱的机理入手,利用双峰拟合算法,并结合对异常峰值曲线的边沿分析,提出了一种在不增加系统硬件复杂度的基础上提升BOTDA空间分辨率的方法,以满足局部热点检测要求。通过对光纤沿线不同位置、不同热点长度及不同热点温度下的模拟试验验证了该方法的有效性,在实验室条件下可将准确传感的热点长度提升至原空间分辨率的一半以内。基于变压器实际绕组的局部升温试验,实现了绕组异常热点的精确定位和长度感知,并准确解调了绕组局部热点的温度,进一步验证了该方法的实际可行性和检测优越性,温度相对误差控制在5%以内,为提高变压器绕组温度在线监测的经济性和可行性提供新的思考,同时也为变压器绕组局部故障的提前感知和预警提供了新的思路。 展开更多

关键词 光纤传感 变压器 绕组热点温度 布里渊光时域分析技术 空间分辨率

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基于带状光纤分布式传感的变压器绕组轴向与辐向形变区分及程度检测 被引量：1

2

作者 李东阳 刘云鹏 +3 位作者 范晓舟 李欢 黎晏霖 刘海琳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期803-812,I0034,共11页

为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台... 为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台,借助布里渊光时域分析技术以进行应变分布式传感,完成对绕组形变的轴向、辐向区分测量,应变向量相对误差在7.5%以内。最后,得出绕组轴向、辐向挠度都与带状光纤平均应变满足二次函数关系,拟合系数R^(2)>0.99,并利用该关系预测绕组的变形程度,误差小于5%。该文方法不仅能单独检测轴向或辐向形变,也能在同时发生两种形变时分别得出轴向和辐向形变;可以解决绕组轴向形变无法有效传感及变形程度难以定量判断的难题,为变压器绕组形变的检测提供新的方案。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 轴向与辐向应变解耦 分布式光纤传感 布里渊光时域分析技术

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土木与岩土工程监测新技术——BOFDA的性能与特点 被引量：20

3

作者 王兴 施斌 +2 位作者 魏广庆 程刚 张驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期763-768,共6页

在实验的基础上对新型分布式光纤监测技术——布里渊频域分析技术(BOFDA)的感测性能进行了测试与分析,其空间分辨率可达20cm,测试精度可达±2με,测试重复性为±4με;通过与布里渊光时域分析技术(BOTDA)测试性能的比较,对BOFD... 在实验的基础上对新型分布式光纤监测技术——布里渊频域分析技术(BOFDA)的感测性能进行了测试与分析,其空间分辨率可达20cm,测试精度可达±2με,测试重复性为±4με;通过与布里渊光时域分析技术(BOTDA)测试性能的比较,对BOFDA的测试性能进行了评价,分析了应变过渡区产生的原因;通过BOFDA等强度梁实验,并与电阻应变片测试结果和理论计算值比较,证明了BOFDA优异的测试性能。最后,对BOFDA在各类工程防灾减灾监测中可能遇到传感光缆的保护及温度补偿问题进行了分析,并提出相应解决方案。 展开更多

关键词 布里渊光频域分析技术 布里渊光时域分析技术 测试精度 分布式监测 应变过渡区

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基于BOTDA的路基掏空监测传感器设计与性能测试

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作者 谭春汛 刘婉秋 +1 位作者 孔维姗 刘大聪 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期21-25,共5页

为实现对路基掏空问题的有效监测,文中基于分布式光纤传感技术,设计了一种路基掏空监测传感器。该传感器适用于在水泥混凝土或无机结合料稳定基层下方监测路基掏空,考虑施工环境和道路监测的复杂性,利用变形块和光纤伸缩控制弹簧的组合... 为实现对路基掏空问题的有效监测,文中基于分布式光纤传感技术,设计了一种路基掏空监测传感器。该传感器适用于在水泥混凝土或无机结合料稳定基层下方监测路基掏空,考虑施工环境和道路监测的复杂性,利用变形块和光纤伸缩控制弹簧的组合有效防止了光纤局部断裂,延长传感器使用寿命。为了研究所设计传感器的性能,开展了精度及量程范围的测试和室内模拟监测试验,验证了其在路基掏空监测中的稳定性、耐用性和可靠性。 展开更多

关键词 道路健康监测 路基掏空 道路病害 分布式光纤传感器 布里渊光时域分析技术

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基于分布式光传感技术的变电站地质基础沉降监测 被引量：13

5

作者 王文博 胡金磊 +1 位作者 张哲民 张坤 《广东电力》 2018年第9期142-147,共6页

针对广东珠三角地区部分变电站存在地质基础沉降需要监测的问题,提出了一种基于分布式光传感技术、使用应力光缆的变电站地质基础沉降监测方法。该方法的技术原理是布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)技术... 针对广东珠三角地区部分变电站存在地质基础沉降需要监测的问题,提出了一种基于分布式光传感技术、使用应力光缆的变电站地质基础沉降监测方法。该方法的技术原理是布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)技术,监测硬件系统的构成包括光路系统和电路系统,应力光缆选择定点式应变感测光缆,布线方案包括变电站地表敷设和桩孔光缆入地。模拟试验表明,BOTDA技术能够适应变电站地质基础沉降监测的需要,布设应力光缆的同时要布设温度参考光纤或光缆,做好温度补偿。研究结果证明了该方案的可行性,为变电站防治地质基础沉降灾害提供了一种辅助决策和效果评估手段。 展开更多

关键词 地质基础沉降 布里渊散射 温度补偿 布里渊光时域分析技术 变电站

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光纤陀螺用保偏光纤温度敏感性测试与分析 被引量：9

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作者 毕聪志 杨纪刚 +1 位作者 吴衍记 李丽坤 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期677-681,共5页

针对高精度光纤陀螺的温度敏感性问题,重点研究了光纤陀螺用保偏光纤温度性能。利用具有高空间分辨率的脉冲预泵浦光时域分析技术,测量不同温度点光纤的长度变化量,再根据光纤长度随温度的变化量与折射率温度系数的关系,给出光纤的折射... 针对高精度光纤陀螺的温度敏感性问题,重点研究了光纤陀螺用保偏光纤温度性能。利用具有高空间分辨率的脉冲预泵浦光时域分析技术,测量不同温度点光纤的长度变化量,再根据光纤长度随温度的变化量与折射率温度系数的关系,给出光纤的折射率温度系数。试验共测量了8种国内和国外主流保偏光纤的折射率温度系数,测试结果显示:8种光纤折射率温度系数的最大值与最小值之间相差14%;某型国内保偏光纤与某型国外保偏光纤的折射率温度系数最小,量值基本相同。这种不同类型的保偏光纤折射率温度系数的差异与光纤纤芯的掺杂元素及掺杂浓度是直接相关的。该项测试技术可在基础材料层面提升光纤陀螺的温度性能;通过折射率温度系数测试,优选出更加适用于光纤环圈制作的保偏光纤,从而减小光纤陀螺温度Shupe效应误差,对于提高光纤陀螺的温度性能具有重要意义。 展开更多

关键词 脉冲预泵浦布里渊光时域分析技术 保偏光纤 折射率温度系数 Shupe效应

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BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用 被引量：29

7

作者 钱振东 黄卫 +1 位作者 关永胜 韩光义 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期799-803,共5页

为了研究分布式光纤传感技术BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用可行性,进行了相关的室内以及现场试验.对埋设于环氧沥青试件中的光纤在车辆荷载和极限温度下的工作性能进行了研究;采用BOTDA对铺装层裂缝监测进行了室内模拟;在此... 为了研究分布式光纤传感技术BOTDA在沥青混凝土铺装层裂缝监测中的应用可行性,进行了相关的室内以及现场试验.对埋设于环氧沥青试件中的光纤在车辆荷载和极限温度下的工作性能进行了研究;采用BOTDA对铺装层裂缝监测进行了室内模拟;在此基础上,将BOTDA应用到现场沥青路面的铺装层中,进行路面的温度、残余变形及裂缝监测.研究结果表明,埋设在铺装层内的光纤能够满足实际沥青铺装监测中的抗压性能要求和温度变化要求,紧套光纤比裸光纤更能适用于实际铺面的裂缝监测,并且将BOTDA应用到沥青铺装层裂缝监测中具有很高的精度和稳定性. 展开更多

关键词 brillouin光时域分析技术 沥青混凝土铺装层 裂缝监测 紧套光纤

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BOTDA在岩层移动相似材料模拟试验中的应用 被引量：19

8

作者 柴敬 王正帅 +3 位作者 袁强 李毅 王帅 李廷博 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第1期1-4,共4页

为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结... 为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结果表明:BOTDA分布式光纤传感技术实现了相似材料模拟试验的分布式应变测量,不仅能很好地测量光纤沿线的岩层垮落情况,而且能够感知和反映某一点处岩层的移动变形特征,为相似材料模拟试验提供了一种全新的测试方法,对相似材料模拟试验测试技术的发展有积极作用。 展开更多

关键词 相似材料模拟试验 布里渊光时域分析技术 光纤传感 岩层移动

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基于BOTDA的钢筋应力实时监测方法 被引量：8

9

作者 何勇 邢锋 +1 位作者 毛江鸿 金伟良 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2010年第3期291-295,共5页

提出一种将分布式应变传感光纤技术用于钢筋混凝土中钢筋应力监测的方法,能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,对钢筋的应力水平进行长期实时监测,确定混凝土结构的工作水平,更好地预测结构的耐久性.分析传感光纤应... 提出一种将分布式应变传感光纤技术用于钢筋混凝土中钢筋应力监测的方法,能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,对钢筋的应力水平进行长期实时监测,确定混凝土结构的工作水平,更好地预测结构的耐久性.分析传感光纤应变与钢筋应变的转化关系,为提高分布式传感器的空间分辨率,提出盘绕方式的光纤黏结方法,对盘绕弯曲曲率的影响进行分析.通过简支梁的全过程受力试验,比较了传统应变片和分布式传感光纤的测量结果,并对光纤不同的黏结方式进行对比,验证了该方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 材料力学 钢筋应力监测 钢筋混凝土耐久性 分布式光纤传感器 布里渊光时域分析技术 钢筋锈蚀

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500 kV充油海底电缆运行状态综合在线监测系统研究 被引量：11

10

作者 陈玉 郝义 +3 位作者 姚凯 李涵之 毛明锋 黄小卫 《电测与仪表》 北大核心 2021年第10期133-139,169,共8页

海南联网系统500 kV海底电缆运行环境复杂多变,会直接影响到海底电缆的运行状态。为了有效掌握海南联网系统三相31 km海底电缆的运行状态,研究充油海底电缆运行状态综合在线监测技术至关重要。文中根据海底电缆实际运行监测要求,结合充... 海南联网系统500 kV海底电缆运行环境复杂多变,会直接影响到海底电缆的运行状态。为了有效掌握海南联网系统三相31 km海底电缆的运行状态,研究充油海底电缆运行状态综合在线监测技术至关重要。文中根据海底电缆实际运行监测要求,结合充油海底电缆捆绑通信光缆的这一特殊结构,开展了基于布里渊光时域分析的分布式光纤温度传感技术研究,建立了基于IEC 60287热路模型的充油海底电缆的温度热场分布的热路模型,研制了500 kV充油海底电缆运行状态综合在线监测系统,完成了系统的现场安装及挂网运行。该系统能实时监测海底电缆的温度、油流以及油压等运行参数,通过海底电缆温度、油流以及油压历史数据分析,表明系统可实时监测海底电缆的运行状态及稳定可靠运行。 展开更多

关键词 充油海底电缆 分布式光纤传感技术 布里渊光时域分析 热路模型 温度 油流 油压

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基于BOTDA的PHC桩挠度分布式检测研究 被引量：10

11

作者 童恒金 施斌 +3 位作者 魏广庆 李忠义 孙义杰 王兴 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期693-699,共7页

针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对... 针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对比,分析了BOTDA用于PHC桩挠度检测的可行性与准确性,获得了PHC桩在水平荷载作用下的变形规律;结合具体工程,对该方法用于PHC桩身在水平荷载作用下挠度测量的可行性进行了验证。研究结果表明:BOTDA用于PHC桩挠度的检测与监测具有明显的优势,其分布式检测的特点,可以准确获得水平荷载对PHC桩的影响深度和挠度分布;该方法操作简便,性价比高,感测光纤耐久性好,可对桩身挠度分布进行精细化检测与监测,值得在桩基检测与监测中应用推广。 展开更多

关键词 预应力高强混凝土(PHC)管桩 布里渊光时域分析技术(BOTDA) 挠度 分布式检测

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基于BOTDA的削坡作用下边坡破坏过程模型试验研究 被引量：5

12

作者 张磊 施斌 魏广庆 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期698-705,共8页

在众多诱发滑坡的因素中,人工削坡引发的边坡失稳现象十分普遍。采用布里渊光时域分析技术(以下简称BOTDA技术),通过模型试验和数值模拟分析,对削坡作用下的边坡变形机理及其演化过程进行了研究。由于传感光缆与土体之间的耦合性直接影... 在众多诱发滑坡的因素中,人工削坡引发的边坡失稳现象十分普遍。采用布里渊光时域分析技术(以下简称BOTDA技术),通过模型试验和数值模拟分析,对削坡作用下的边坡变形机理及其演化过程进行了研究。由于传感光缆与土体之间的耦合性直接影响着监测结果的准确性,首先通过不同围压作用下的拉拔试验,掌握了传感光缆与土体耦合变形关系。然后,设计了坡顶加载试验模型,通过在水平向和竖直向植入传感光缆,实现对边坡模型在削坡作用下土体内部变形场的分布式监测。试验结果表明:水平和竖直向传感光缆监测到的应变异常区域与潜在滑动面位置相吻合,并被数值模拟所证实;在BOTDA监测数据的基础上提出了边坡模型水平特征最大应变值与安全系数之间的经验公式,对削坡作用下的边坡稳定性状态进行了评价,进而可对边坡失稳做出预警。 展开更多

关键词 边坡变形 削坡 模型试验 布里渊光时域分析(BOTDA)技术 破坏过程

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基于分布式应变感测的纤维加筋膨胀土干缩湿胀特性试验 被引量：2

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作者 顾鹏 徐洪钟 +1 位作者 孙义杰 尤波 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期112-117,共6页

为了研究素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土在干缩湿胀过程中的应变分布及其裂缝发育规律,试验设计了一个长100 cm、宽7 cm、高5 cm的室内模型钢槽,将传感光纤埋于钢槽中以测量素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土应变。基于布里渊光时域分析... 为了研究素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土在干缩湿胀过程中的应变分布及其裂缝发育规律,试验设计了一个长100 cm、宽7 cm、高5 cm的室内模型钢槽,将传感光纤埋于钢槽中以测量素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土应变。基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)获得了土体应变分布。结果表明:在膨胀土干缩湿胀过程中,膨胀土模型区域最大收缩应变与含水率之间呈近似线性的负相关。随着含水率的变化,纤维加筋膨胀土应变量和应变变幅均小于素膨胀土的应变量和变化幅度,说明玄武岩纤维显著降低膨胀土的拉伸应变和收缩应变,限制膨胀土的变形和抑制裂缝的发育。 展开更多

关键词 膨胀土 纤维加筋 干缩湿胀 布里渊光时域分析技术(BOTDA)

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