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基于分布式光传感技术的输电线路综合防灾监测装置

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成果主要完成人

孙珑,程国开,江炯,丁自强,王权,韩翊,李伟杰,毛以平,朱敏辉,忻达

项目概况

高压输电线路长且微气象复杂多变,易受台风侵害、覆冰、山火袭扰,使用传统视频监测手段需部署多个点,容易损坏,且安装线上传感器监测安装工作复杂、可靠性差、后维护量大。基于上述背景,该项目提出利用分布式光纤传感技术BOTDR,实施准确可靠的线路灾害如舞动、覆冰、山火监测,实现距离长、精度高、测试快的光缆环境监测与故障定位,提高舞动、覆冰、山火告警的准确率,提升输电线路状态监测准确性和防灾减灾能力。 项目总体达到国际先进水平,首创一种基于SOA的低噪声高信噪比脉冲激光产生方法,通过EDFA与RFA双放大技术和大带宽微弱信号探测电路,解决了远端微弱信号检测难题;基于单/多峰布里渊频谱洛伦兹拟合及自动寻峰算法精确匹配ITU-TG.652和G.655光纤,提出了一种基于高斯混合算法的光纤损伤识别技术;发明了光纤温度在线监测多任务划分方法,提高了分布式光纤温度监测的实时性,实现了60km光纤温度快速测量时间不超过10s:构建了基于神经网络的输电线路典型灾害事件模型,建立了覆冰、融冰、雷击和山火等基本特征与分布式光纤传感参量的映射关系。项目实现检测距离提升到60~70km,测量速度从十几分钟提升至10s,有效提升线路灾害监测能力,满足环境灾变监测需求,适合在国网系统内进行大规模推广应用。本装备作为我国长距离输电线路智能化监测的核心技术装备,已通过国家智能化认证,填补国内高端监测装备空白,聚焦国家能源安全战略需求,驱动能源产业升级,筑牢能源自主保障基石,引领能源技术革命,支撑“双碳”目标落地。 目前装备成果已在浙江、新疆、山西等多个电网公司实际应用,在国网高风险线路改造中具备2.88亿元增量市场规模,存量替代潜力达41.6亿元。当前已完成200公里示范部署,计划2025年实现100套/年量产,将成为我国长距离输电线路智能化监测的核心装备。