防雷防盗 光纤传感为电力安全保驾护航

电力系统是国家建设的基础，是国民经济的命脉所在，是支撑整个社会运行最重要基础体系之一。近年来随着我国经济的持续飞速发展，居民生活水平的迅速提高，电力需求在不断增加，发电厂、变电站及配套线路被大量建设，对现代化建设所体现出的重要性越来越明显。电力工业得到迅速发展，电力网络的覆盖范围也迅速扩大。

电力作为国家重要的能源供给设施，安全防范自是重中之重，保证供电系统的安全运行已经成为电力管理部门的首要任务。在我国电力行业在安防系统中一直走在前列，需求与功能也随着信息技术的发展而不断完善与提高，传统的人力管理已经无法符合电力应用的智能化、数字化的趋势。

随着电力系统自动化建设和改造不断发展完善，电网企业大多已经实现了对远程变电站/电网发电机组的遥测、遥信、遥控、遥调，即四遥功能。当前，各企业为了提高劳动生产率，增加经济效益，开始对电力生产实现无人值守模式或者远程遥控操作，网络视频监控系统-五遥作为对四遥的进一步补充和完善，越来越广泛地被电力用户应用到电力综合生产管理调度之中。

但是目前，电力行业的监控也主要还是以变电站监控为主，而电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成。而作为电力生产不可或缺的各环节，一些环节的安全防范还存在缺失，或者低层次技术应用阶段，缺乏一些技术先进、安全可靠的安全防范手段。

首先从发电环节，中国已经经历了一轮电厂投建及改扩建的高峰期，一批火电、水电、核电、风电以及其它能源发电厂相继建成投产。电厂往往投资规模巨大，对安全生产和设备财产保有的要求很高，然而各电厂因其生产组织形式不同，工业环境有着其各自的异同。相同的是电厂一般占地范围较大，大规模的装备全厂覆盖的入侵探测报警系统，存在施工、装备以及探测效果的难题。而各电厂的环境因素比较复杂，使得传统一些安防设备的使用受限。

高温(火电)高湿(水电)干旱(西部风电)高咸湿(海上风电、核电);

电磁环境差，厂区常处于大电流强交变磁场环境中;

厂区范围大，地形复杂;

雷电多发。

传统的线形对射探测设备，发射口易被堵塞，从而失效。而电子围栏以及一些场形探测设备在高频电磁干扰、高温潮湿的环境下，易受干扰，造成设备工作的有效性明显受到干扰。因此，发电厂周界安全防范入侵探测报警系统需要装备环境应用性更强的系统。

然后是输电环节，输电线路是电网运行的命脉，是关系国计民生的关键，它在输送能源的同时又相当的脆弱，任何外力的破坏，都有可能造成大面积停电，甚至电网瓦解，给地方经济发展和人民群众生活及社会稳定带来巨大危害。外力破坏(如盗窃、施工)、环境污染、自然灾害一直是威胁电网安全的重大隐患，并有不断增加的趋势。目前电网企业还缺乏有效的防范手段和防范措施。而对于地震、台风、洪水等自然灾害有可能造成的电网大面积瘫痪，目前还缺乏系统性研究和评估，没有建立相应的预警机制。

随着现代光电传感技术的发展，使用轻巧方便的分布式光纤压力传感器来代替原来的普通探测器阵列已成为可能，并因其优越的性能而具有巨大的发展潜力。光纤监测技术是国际上七十年代后期才迅速发展起来的一种现代化监测技术，在航空、航天领域中已显示了其有效性。在土木、交通、地质工程领域的应用才刚刚开始，并受到了各发达国家研究机构的普遍重视，发展前景十分良好。尤其是近年来开发的分布式光纤传感技术，使光纤传感的应用领域得到进一步拓展。

所谓分布式光纤传感技术，即将整个长度范围内的光纤均用作传感器，探测在光纤敷设范围内任意点的特定信息，而不是仅局限于光纤上的某一点或是只是用光纤联结局部测试用传感器。首个分布式光纤传感技术原理是上世纪80年代被提出的。由于它具有可以获得被测量信息在空间和时间上连续分布的特点，非常适合于大型工程监测、长距离线路监控、大范围地域安防等领域。90年代以来，国内外许多研究机构和公司都投入了大量人力物力财力进行这方面的研究，分布式光纤传感技术得到快速发展，基于各种原理的分布式光纤传感器被开发出来，并且逐渐从实验研究走向实际应用。目前分布式光纤传感技术已被应用于土木工程、安全防护、化工、军事、交通等许多领域。目前，这项技术已成为光纤传感技术中最具前途的技术之一。

近期，由我国自主研制基于弹光效应和白光干涉技术，开发的分布式光纤监测技术，可以实现电力系统从发电到输变电整个电力供应环节的安全监控整体解决。该技术从光纤振动传感与温度传感两方面着手，开发了针对电力系统应用性极强的系列产品，技术功能填补了国内空白，并全面赶超了国外类似技术。该技术利用了光纤本质是弱电器件的优点，因此，对能源依赖小，野外布设方便，不怕雷击电闪;利用了光纤是一种无源器件的优点，因此，防火、防爆，无电磁干扰，更抗电磁干扰，非常适合长距离、大范围、难以人力全面监控的场合;利用了光纤本身不含金属的特点，因此，在野外苛刻的自然环境中，不会腐蚀，不怕雨雪，甚至可用于湿地与海域……

因此对于输电线路的长距离传输进行定位实时安全监控。对可能造成输电线路破坏的外部威胁进行提前预警，以便及时制止破坏、强化防范，或准确奔赴意外现场，采取补救措施。从根本上防止经济损失，杜绝环境污染，避免社会危害。同时综合光纤温度分布式测量技术，探测和识别电力电缆的热占，监测电缆状态，保护电力设备，以及进行火灾监测。还可对水电站大坝、河堤、桥梁的渗漏以及混凝土凝固与养护温度进行监测。

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