2023电力光纤传感器通用规范.docx

电力光纤传感器通用规范目次1范围12规范性引用文件13术语和定义4缩略语25通用要求25. 1kQU*!XI+*+,i+*b*+Bii三i三i*iB>bsbbbiarfsbO6. 2材料36.3 工作电源36.4 对外接口37. 1组成38. 2功能要求39. 3性能要求41. 4工作条件56. 5标志57. 6环境适应性68. 7电磁兼容性67试验项目及方法79. 1一般检查810. 2型式试验811. 3出厂检验1012. 4现场验收1013. 现场校验10附录A（资料性典型电力场景下光纤传感器布设的种类、方式及性能要求11附录B（资料性）电力光纤传感器的标定方法20电力光纤传感器通用技术规范1范围本文件规定了应用于电力生产场景的光纤传感器的基本结构、功能要求、性能要求、工作条件、试验方法、通信方式等。本文件适用于电力生产场景所使用的光纤传感器的设计、制造、检测、标定和现场校验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 49432001GB 501742008GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T DL/T DL/Z9361201124232019信息技术设备的安全数据中心设计规范计算机场地安全要求 电工电子产品环境试验3048. 6-1994电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验电压-电流计法17626-2014 （所有部分）电磁兼容试验和测量技术18901. 1-2002光纤传感器第1部分：总规范33213-2016无损检测基于光纤传感技术的应力监测方法33779.2-2017光纤特性测试导则第2部分：OTDR后向散射曲线解析1573-2016电力电缆分布式光纤测温系统技术规范860-2004变电站通信网络和系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1电力光纤传感器powerfiberopticsensor利用光纤作为传感介质，将电力行业中需要被感知的环境参量信息转换为光纤中光学参量的变化,通过解调相应的光学参量，反映被感知环境参量信息的装置，主要分为点式和分布式两种。3.2点式传感光纤元件pointtypesensingfiber采用特殊方法对光纤结构进行微加工，使其对特定波长的光具备反射或透射能力，最终形成对外界温度、应变、振动等参量具备独立感知功能的点式无源器件，如光纤布拉格光栅、光纤法布里-珀罗腔等。3.3分布式传感光纤元件distributedsensingfiber通常直接以定长度的标准单模通信光纤作为感知元件，实现对沿线温度、应变、振动等参量的连续分布式传感，也可采用多模光纤等其他连续型光纤。3.4光纤引线opticfiberlead(s)光纤传感器中，仅用于光路连接的光纤。来源:GBT18901.120023.5光纤传感主机fibersensinghost向传感光纤提供光信号，并能实现待测光信号的解析。它应至少包含光源模块、光电转换模块、数据处理模块和远程通信模块，也可包含电光调制模块和本地显示模块。3. 6光纤布拉格光栅fiberBragggrating通过紫外刻蚀等方法在光纤纤芯内形成折射率沿空间周期性分布的结构，使其对特定波长的光具备反射或透射能力的光纤器件。4. 7光纤法布里-珀罗腔fiberFabry-Perotcavity通过特殊方法在光纤中构建一对由平行平面反射镜组成的光学谐振腔，该结构对入射光谱具备滤波能力。3,8分布式温度传感distributedtemperaturesensing在一定空间范围内对温度参量实现连续分布式感知。3.9分布式应变传感distributedStrainsensing在一定空间范围内对应力应变参量实现连续分布式感知。5. 10分布式声波传感distributedacousticsensing在一定空间范围内对声波及其他因素引起的振动参量实现连续分布式感知。4缩略语下列缩略语适用于本文件。APC：斜面物理接触(AngledPhysicalContact)BOTDR/A：布里渊光时域反射/分析仪(BriIIOUinOpticalTime-domainReflcctometor/Analyzer)DAS：分布式声波传感(DistributedAcousticSensing)DTS：分布式温度传感(DistributedTemperatureSensing)FBG:光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating)FC：套管式连接器(FerruleConnector)FS：满量程(FullScale)F-P:光纤法布里珀罗腔(FiberFabry-PerotCavity)PC：物理接触(PhysicalContact)OPGW：光纤复合架空地线(OpticalPowerGronudWire)OTDR：光时域反射仪(OpticalTime-domainReflectometcr)ROTDR；拉曼光时域反射仪(RamanOpticalTime-domainRcflcctometor)-OTDR:相位敏感光时域反射仪(PhaSe-SonSitiVoOpticalTime-domainReflectometer)5通用要求5 .1外观传感主机的外观应光滑平整、无凹陷、无毛刺、无裂纹、无变形、无污渍等影响寿命和使用的机箱损伤，金属零部件不应有锈蚀和其他机械损伤，紧固件无松动，产品标签应清晰无误。5.2 材料传感主机应采用对人身和环境无害的材料，若有害则应确保不会暴露和泄露：外壳还应防霉、抗腐蚀且机械性能良好。5.3 工作电源额定电压宜：AC220V±15%;频率：（5O±O.5）Hz;电源谐波总畸变率：THDu8%;5.4 对外接口光学接口：应采用FC/PC或FC/APC类型；信号接口：应采用RJ45、RS485、USB、VGA/HDMI接口类型；6技术要求.1组成电力光纤传感器至少应包括光纤传感元件（点式或分布式）、光纤引线和光纤传感主机三部分，且可与显示及远程数据平台部分通信。光纤传感主机部分至少应包含一套调制光源模块、光电转换模块、数据处理及存储模块，并包含光学接口与信号接口，如图1所示。光纤传感器的典型应用见附录A.比"传IB主机Wffftft兀电E及存佛电力光轩传感H图1电力光纤传感器的组成6 2功能要求电力光纤传感器各组成部分应具备的功能要求如下表所示:表1电力光纤传感器各组成部分应具备的功能要求传感器类型光纤传感元件光纤引线调制光源光电转换数据处理及存储点式应拥有FBG/F-P等刻蚀结构，对特定波长的光具备反射/透射作用应支持光信号，的远距离传输应受控发出波长固定或可调谐的连续光信号应具备将入射的连续光信号功率线性转化为模拟光电流信号的能力应具备将模拟光电流信号进行采样、本地处理及数据存储的能力（具体要求应与用户协商）分布式宜为普通单模/多模光纤应支持光信号的远距离传输应受控发出经时域调制后的脉冲光信号应具备将脉冲光的散射光信号功率线性转化为模拟光电流信号的能力应具备将模拟光电流信号进行采样、本地处理及数据存储的能力（具体要求应与用户协商）6.3性能要求电力光纤传感器的核心性能指标等级要求如卜.表所示:表2电力光纤传感器的核心性能指标等级要类别技术类型直接测量：11核心指标测量范围测量分辨率测量准确度有效测量距离空间分辨率定位准确度点式FBG温度/应力1级:040'C400E2级：20-80r100()3级：40-160,C/20(X)1级：优于l,Cl（）2级：优于0.553级：优于0.1l1级：优于±2*C202级：优于±l103级：优于+0,5r5F-P腔长1级：0m-0.2m2级0l00m3级上01000m1级：优于2nm2级：优于Inm3级：优于0.1nm1级：优于+IOnm2级：优于÷5nm3级：优于±InmROTDR/DTS温度1级：0-40”C2级：2O8O*C3级：-40160C1级：优于IflC2级：优于OSt3级：优于OJeClS:优于+r2S:优于±0.53般：优于±0.1t1级：IOkm2级:20km1级：优于IOm2级：优于Im3级：优于OJm1级：优于÷100m2级：优于±IOm3级：优于÷Im3缓;40km1级:0-40*C800分布式BOTDR/A温度应力E2级：2O8OC2OOO3级:1级：优于1202级：优于05C10e3级：优于0J2I级：优于±2'C402级:优于±1tC203级*优于±05C101级:2然3级;30km60km120km1级：优于IOm2级：优于Im3级：优于OJmI级：优于±10Om2级：优于士Iom3级：优于土Im40160C4000OTDR/DAS振动I级:IO-100Hz2级：10lkHz3级：25kHz1级：50Hz2”：IOHz3缺IHz优于优于优于1级：优于±I（X）Hz2级：优于+20Hz3级：优于±2HzI级:2i3级:20km40km80km1级：优于IOm2级：优于Im3级：优于0.1mI级：优于±l（X）m2级：优于±IOm3级：优于±lm64工作条件电力光纤传感器所配置的传感主机应置于通信机房内，并在以下条件下运行:a）环境要求：符合GB50174的相关规定；b）大气压力：8OkPa至IlOkPa；c）场地安全要求：符合GB/T9361B类安全规定；d）系统安全要求：符合GB4943的相关规定；e）外壳防护要求：应满足IP30。6.5 标志传感主机的标签上应有如下标志:a）生产商及商标；b）产品型号规格；C）尺寸、重量；d）出厂日期；e)检验合格标记；f)激光安全等级标识。6.6 环境适应性传感主机的环境适应性应满足如下条件：6. 6.1高温应按GB/T2423.2规定进行，应能承受+55C、持续时间2h的高温试验。试验期间及试验后，装置应能正常工作。7. 6.2低温应按GB/T2423.1规定进行应，应能承受-25"C、持续时间2h的低温试验。试验期间及试验后，装置应能正常工作。8. 6.3冲击按GB/T14537中规定的试验要求和试验方法，对装置进行严酷等级为1级的冲击耐久试验，耍求试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象。9. 6.4振动按GB/T11287中规定的试验要求和试验方法，对装置进行严酷等级为1级的振动耐久试验，耍求试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象。10. 6.5湿热装置应能承受GB/T2423.3规定的恒定湿热试验，试验温度+40C±2,相对湿度(93±3)%,试验时间为48h。装置应能承受GB/T2423.4规定的交变湿热试验，高温温度55,循环次数2次。11. 6.6霉菌应按GB/T2423.16的规定进行。12. 6.7盐雾应按GB/T2423.17的规定进行。6. 6.8碰撞按GB/T14537中规定的试验要求和试验方法，对监测装置进行严酷等级为1级的碰撞试验，要求试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象。7. 6.9防尘按GB4208中规定的试验要求和试验方法进行，室内或短时暴露于室外场所所使用的装置，应符合外壳防护等级IP30的要求。6.7 电磁兼容性传感主机的电磁兼容性应满足如下条件：6. 7.1射频电磁场抗扰度应能承受GB/T17626.3规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射干扰。7. 7.2静电放电抗扰度应能承受GB/T17626.2规定的严酷等级为4级的静电放电干扰.8. 7.3电快速瞬变脉冲群抗扰度应能承受GB/T17626.4规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群干扰。9. 7.4浪涌（冲击）抗扰度应能承受GB/T17626.5规定的严酷等级为4级的浪涌（冲击）干扰。10. 7.5射频场感应的传导骚扰抗扰度应能承受GB/T17626.6规定的严酷等级为3级的射频场感应的传导骚扰干扰。11. 7.6工频磁场抗扰度应能承受GB/T17626.8规定的严酷等级为5级的工频磁场干扰。12. 7.7脉冲磁场抗扰度应能承受GB/T17626.9规定的严酷等级为5级的脉冲磁场干扰。13. 7.8阻尼振荡磁场抗扰度应能承受GB/T17626.10规定的严酷等级为5级的阻尼振荡磁场干扰。14. 7.9电压暂降、短时中断抗扰度应能承受GB/T17626.11规定的电压暂降和短时中断为60%"，持续时间10个周波的电压哲降和短时中断干扰。7试验项目及方法电力光纤传感器的试验分一般检查和测试，测试包含型式试验、出厂检验、现场验收、现场校验和特殊测试6种，试验项目应按表3规定进行，试验方法参照7.3中规定的进行。传感主机应完成环境适应性能、电磁兼容性的试验监测，并应符合6.6和6.7的要求。表3光纤传感器测试项目序号检验项目型式拭险出厂检验现场验收现场校验1测量范围试验J2测量分辨率试验3测量准确度试验J4测量距离试验5空间分辨率试验6定位准确度试验J7单通道测试时间试验8报警试验9通信功能试验10通道衰耗序号检验项目型式试验出厂检验现场验收现场校验11系统时延备注：J表示规定必须做的项目；一表示规定可不做的项目7.1-般检查7. 1.1外观检查用目视检查传感主机的外观，外观应符合5.1的要求。7. 1.2标志用目视检查传感主机的标志，标志应清晰准确并符合6.5的要求。7. 1.3外形尺寸用量具测量传感主机的外形尺寸。15. 1.4质量用衡器测量传感主机的质量。7.2型式试验型式试验应由具有资质的监测单位，依据本文件规定进行检验，检验项目按表3中规定的检验项目逐个进行，并出具型式检验报告。有以下情况之一时，应进行型式试验：a）新产品定型、投运前；b）连续批量生产的装置每五年一次；c）正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时；d）产品停产一年以上又重新恢复生产：C）出厂试验结果与型式试验有较大差异时；f）国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式试验要求时：g）合同规定进行型式试验时。在型式试验前应对电力光纤传感器进行标定（标定方法见附录B）,型式试验所需的主要标准具有：a）位移台（准确度不低于10m）；b）应变标定架（准确度不低于1）;c）电子数显角度尺（分辨率不低于0.01。）?d）恒温槽（工作温度-40°C200°C,均匀性：0.02。C,稳定性：0.04。C10min）:e）标准水银温度计（测温范围-30°C'300C,允差：±（0.150.25）。C）：f）光纤应变拉伸仪（振动频率范围：DC'IOkHz,应变范围：Ine"10e）：g）高电压信号发生器（输出电压：0、200V,频率：DCrMHZ）；h）光时域反射仪（测量范围：Oknr80km,空间分辨率：1m）。7. 2.1性能测试本部分规定了电力光纤传感器的通用测试方法，其中7.3.1.7.3.1.3适用于点式及分布式光纤传感器，7.3.1.4-7.3.1.6适用于分布式光纤传感器。8. 2.1.1测量范围a）根据测量量的不同，将待测光纤传感器以合适的方式固定于对应的标准具中，另一端连接光纤传感主机，并根据光纤传感器标称的测量范围来设定预期测量范围。b）在预期范围内均匀地选取至少10个用于测试的独立点（包括测量范围内允许的最大值点和最小值点），取整数。c）试验时，应按照由低到高，再由高到低的方式逐步调节标准具施加给传感器的物理量的大小,且调节到每一个值时应停留足够长时间，直至传感器显示的数值基本保持稳定。d）记录光纤传感器的测量结果并绘制曲线，将测量值与实际值差值优于1倍测量准确度的曲线范围记为测量范围，并重复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。9. 2.1.2测量分辨率a）根据测量量的不同，将待测光纤传感器以合适的方式固定于对应的标准具中，另一端连接光纤传感主机，并根据光纤传感器标称的测量分辨率来设定预期测量分辨率。b）在光纤传感器允许的测量范围内任选一个值,将标准具施加的物理量大小调节至该值并保持足够长时间，直至传感器显示的数值基本保持稳定。c）将标准具施加的物理量大小依次增加0.5倍、1倍、1.5倍、2倍预期测量分辨率，每个点分别停留足够长时间，直至传感器显示的数值基本保持稳定。d）将测得的数值增加量与实际的数值增加量做差后取绝对值，再除以实际的数值增加量后取百分比。应取第一个比值小于10%的测量对应的实际增加量为测量分辨率，并重复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。10. 2.1.3测量准确度a）根据测量量的不同，将待测光纤传感器以合适的方式固定于对应的标准具中，另一端连接光纤传感主机。b）将标准具施加的物理量大小依次调节到光纤传感器测量范围的5%,25%,50%,75%和95%点（取整数），获取稳定的测量数值。c）将实际值与测量值做差并取绝对值，记录最大绝对值并将此值记为测量准确度，重:复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。11. 2.1.4测量距离a）在分布式光纤传感器标称测量距离99%的位置附近，取不少于I倍空间分辨率长度的光纤固定于待测物理量对应的标准具中，将传感光纤的另一端接入传感主机。b）在主机上读取标准具施加位置处的测量值，并从标准具上读取实际值，若两者之差不大于对应物理量标称的准确度，则此位置对应的光纤长度为有效距离。c）寻找最大有效距离并将此值作为测量距离，并重.复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。12. 2.1.5空间分辨率a）在传感光纤实际长度99%的位置附近，取一定长度光纤固定于待测物理量对应的标准具中，将传感光纤的另一端接入传感主机。b）用标准具施加相应物理量，大小宜为测量范围的50%,在主机上观察标准具位置附近测量值大小的阶跃变化。c）取此阶跃变化10仁90%对应的光纤长度为空间分辨率，并重复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。13. 2.1.6定位准确度a）在传感光纤实际长度99%的位置附近，取一段三倍空间分辨率长度的光纤固定于待测物理量对应的标准具中，将传感光纤的另一端接入传感主机.b）用标准具施加相应物理量,大小宜为测量范围的50%,在主机上读取标准具测量位置,并从OTDR上读取标准具实际位置，两者之差即为定位准确度。c）选取不同位置并重复上述过程至少3次取平均值作为最终结果。1.1 3出厂检验每台装置出厂前，应由制造厂商的检验部门进行出厂检验，检验项目按表3中规定的检验项目逐个进行。7.4 现场验收在如下两种情况下，应进行现场验收：a）正式投运前；b）光纤传感主机异常恢复后。7.5 现场校验应定期对运行中的电力光纤传感器进行校验，校验周期不大于两年。对于校验不合格的监测产品，应查明原因并进行维修，待消除缺陷后再投入使用。Ia附录A（资料性）典型电力场景下光纤传感器布设的种类、方式及性能要求表AJ典型电力场景下宜使用的光纤传感器环节应用场景宜重点关注的环境参量宜使用的光纤传感器输电电力电缆分布式光纤测温温度R0TDR/DTSOPGW综合状态监测温度、应变B0TDR/A输电管廊综合状态陈测压强、应变、沉降、温度FBG、F-P、RoTDR/DTS、-0TDRDAS.B0TDR/A海底光电复合缆防外破监测振动、应变-0TDRDAS.BoTDR/A、ROTDR/DTS输电铁塔倾斜监测倾角、应变FEG,F-P变电变电站防入侵监测振动-OTDRDAS开关柜温度监测温度FBG,F-P油浸式变压器综合状态监测温度、振动、压强FBG、F-P变压器油中氢气含量监测特征气体含量储能抽水蓄能站坝体健康监测沉降、压强、应变、倾角FBG、F-P其他场景可参照本文件执行，如遇特殊情况可与用户进行协商确定。A.1电力电缆分布式光纤测温见DL/T1573电力电缆分布式光纤测温系统技术规范。A.2OPGW综合状态监测光脉冲机柜光纤配线架ADSS光缆：I OPGW光缆S=ADSS光媒；光纤配线架通信机房对端机房图A.1OPGW状态监测光纤传感器连接示意图架空输电线路是电能的输送管道，大部分处于野外，容易受到宙击、大风、覆冰等恶劣天气影响,严重时可能造成区域性停电，可利用地线中的光纤，采用分布式光纤传感技术对架空线路的运行状态进行在线监测。Il安装时将分布式光纤传感器及KVM显示器（如有）放置在试验基地通信机房的机架上（二者通过VGA视频线相连），将传感器的FC/APC光纤接口通过FC/ACP-FC/PC转接跳线与光纤配线架上的待测试线路FC/PC光纤接口相连，即可利用传感器可对待测OPGW线路在微风振动、舞动等环境条件下的温度、应力等多个物理参量进行在线监测。A.3电缆隧道综合状态监测表A.2OPGW综合状态监测性能要求序号性能参数描述技术指标1最大测量距离应优于80km2温度测量范围应优于TO1C至+70C范围3测温准确度应优于2t?8Okm4应变测量范围应优于O至1500£范围6应变准确度应优于30Ci'80km7定位准确度应优于10mQ80km8单次测量最低耗时应低于10min80km图A.2管廊状态监测光纤传感器布设示意图（左：侧视图右：剖面图）作为智能电网中的一个重要组成部分，电力综合管廊常敷设于地下，并将电力线路及各种设备安装于管廊内，而山川、河流、道路、建筑物等因素的长期影响可能会对输电管廊结构产生裂缝、变形、不均匀沉降等损害，最终造成重大灾难事故，因此需要管廊地表沉降、土体位移、衬砌应力、裂缝发展等参量进行监测。相应传感器的布设位置及方式如下：位移传感器分点安装在管廊隧道衬砌接缝处，监测土体位移；应变传感器分点安装在管廊隧道衬砌内，监测衬砌应力；温度传感器安装在管廊中与隧道墙壁内，监测光缆温度与环境温度；沉降传感器分布式安装在管廊内壁与地面，监测地表沉降和管廊结构收敛；针对特殊环境需埋设压强传感器在管廊衬砌外围堰土中，监测土压和水渗。此外可以对管廊内的电缆进行分布式温度、振动监测。对于有条件的情况下宜对三相单芯电缆均紧贴敷设外置式光纤，光纤绑扎间隔应不小于1m,转弯处等位置应增加绑扎密度，对电缆接头等重点部位宜采取环绕绑扎方式，使光纤尽可能贴近被测电缆。对于有条件的情况下宜采取传感主机的一个测量通道对应测量一回电缆线路，当同一电缆通道内的多回线路共用同一测量通道时，最大测量电缆线路长度不宜超过该通道标称测最距离的3/4（详见Dlri573电力电缆分布式光纤测温系统技术规范）。表A.3输电管廊综合状态监测性能要求序号性能参数描述技术指标1压强标准量程0.07/0.35/0.7l23MPa2压强分辨率应优于0.025%FS3应变标准量程30004应变分辨率应优于0.125%FS5沉降标准量程50100150300600rmn6沉降分辨率应优于0.025%FS7位移标准量程20/50/100300三8位移分辨率应优于0.025%FS9环境温度标准量程-300至+80c/+1201/+150。10坏境温度分辨率应优于0.111环境测温准确度应优于0.5%FS12测量非线性度直线：应不高于0.5%FS;多项式:应不高于0.1%FS13电缆温度测量范围应优于-40C至+150C范围14电缆测温准确度应优于1七15振动频率测用范围应优于10至2kHz范围16振动频率准确度应优于IOIIz17电缆测量距离应优于10kn18电缆定位准确度应优于IOm19单次测量最低耗时应低于IsA.4输电铁塔倾斜监测加速度传感器应变传感器金其应力传"，应力传感器温度传感:应变传感器× 应变传嫌器位移传感超/i隹/<佟移传感器倾角传感器倾角传感器倾角传|器I城!用传感器1«!用传感器沉降传感器图A3铁塔倾斜监测光纤传感器布设示意图架空输电线跨度大，且杆塔多置于山区，沿线地区复杂地质、气象状况容易产生滑坡、大风、覆冰等自然灾害，这可能会导致杆塔倾斜甚至倒塌，因此需要重点对杆塔倾斜、受力等状态进行监测。全面的杆塔结构健康监测项目应包括杆塔整体沉降、不规则沉降，塔横担弯曲、变形杆塔倾斜，塔身关键部位的振动，杆根或塔底位移，塔关键部位的温度，覆冰舞动、异物悬挂，风速风向等。序号性能参数描述技术指标1倾角标准量程±5°/±15*2倾角分辨率应优于0.02-3应变标准量程3000I应变分辨率应优于0.125%FS5位移标准量程2050mm6位移分辨率应优于0.05%FS7沉降标准量程50100150300600mm8沉降分辨率应优于0.025%FS9测量非线性度直线：应不高于0.5%FS:多项式:应不高于0.1%FS相应传感器的布设位置及方式如下：倾角传感器分布安装在塔身各处，监测多向倾斜；应变、应力传感器安装在塔体结构连接处、输电线路连接处等杆塔关键位置，监测振动、关键点损伤状态、高压线缆舞动、非正常攀爬、撞击等；沉降传感器安装在塔基处，监测沉降和地表水平影响：温度传感器同样安装在塔基处，用来针对如火山等地区的极端气候温度的监测。此外可在塔顶加装加速度传感器用以监测风速、风偏。A.5变电站防入侵监测图A.4变电站防入侵监测光纤传感器布设示意图变电站是电力系统需要重点保护的区域，为防止未经授权的非法入侵行为，可以利用分布式振动传感器(DAS/-OTDR)实现针对变电站的周界安全防护。根据变电站的实际建设情况，传感光缆可采用挂网方式安装在栅栏或围墙上，也可采用地埋方式。根据实际需要，传感光缆可采用单通道直线/Z字型布设，也可采用多通道网状布设，整段光缆均为敏感区域。传感器会将监测到的振动信号实时传回主机并实现入侵点定位，主机可手动设置报警阈值、防区划分等以提高报警准确率，经过后续处理后的数据可实时回传至远程综合监控平台组成立体监控网络。表A.5变电站防入侵监测性能要求序号性能参数描述技术指标1最大测量距离应大于2km2定位分辨率应优于Im3定位准确度应优于IOm4单次测量最低耗时应低于Is5振动频率测用范围应优于10至200Hz范困A.6开关柜温度监测图A.5开关柜温度监测光纤传感器连接示意图（左：系统框图右：传感器布设及连接）动/静触点接头、高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热，加速绝缘老化导致击穿，是高压开关柜的主要故障形式。将点式光纤温度传感器直接粘贴在需要监测的接头等易发热部位上，多个传感器之间以光纤串联（FBG,每根光纤通常可串IO至20个）或并联（F-P）形式组成阵列并连接至光开关（光分路器），最终将传感器的温度信号汇总至主干光缆并传输至光纤传感主机.传感主机接收到传递过来的光信号，再把光信号转换为能标识温度的波长值，就能获取到每个通道上不同传感器的温度数据，实时多个监测点的温度在线监测与故障早期预警。图A. 6油浸式变压器状态监测光纤传感器布设示意图表A.6开关柜温度监测性能要求序号性能参数描述技术指标1测温范围应优于Oe至100P范围2温度分辨率应优于0.rC3测温准确度应优于IlC4单次测量最低耗时应低于IOs5节点数量应大于32个A.7油浸式变压器综合状态监测变压器作为供电系统中最重要的电气设备之一，会因制造、运输、安装不良、过载及老化等原因出现安全故障，对变压器内部温度、振动等参量进行智能化在线监测，提前预警，及时介入，可大幅降低人工巡检工作量，有效避免事故的发生。将光纤传感器植入变压器内部，利用多种光纤传感器组成准分布式传感网络，可以克服电学监测技术无法对变压器绕组等关键部位接触式测量的缺点，具备变压器内部多参量综合状态智能感知功能。相应传感器的布设位置及方式如下：温度传感器安装在顶部铁芯、器身木支撑件处以及预埋绕组线圈垫块内，监测油温及绕组温度；压强传感器安装在顶部铁芯、箱底，监测内部压力；低频、高频振动传感器安装在铁芯顶部及底部，监测器身振动及可能发生的局部放电。电境人J8处ft*SAt*A表A.7油浸式变压器综合状态监测性能要求序号性能参数描述技术指标1测温范围应优于（TC至150C范围2测温准确度应优于0.1七3温度准确度应优于r1.附加压强范围0至100kpa5低频振动频率测量范围应优于5至IOoHZ范围6吊J频振动（超声）频率测量范围应优于IkHz至200kHz范围A8海底光电复合缆防外破监测图A.7海缆防外破监测光纤传感器连接示意图海底电缆是保障海岛经济、海上石油、海上风电的“生命线”"据统计，近5年来，仅我国海缆故障就发生30多起，造成在接经济损失约1亿元，其中因渔船捕鱼作业和船舶抛锚引起的外力损伤导致的事故率约占95%。现有技术手段无法同时满足海缆全天候、无盲区、快速实时响应的需求，可考虑利用光电复合海缆中的光纤以及分布式振动传感技术实现海缆防外破监测。监测时将分布式光纤振动传感器放置在本地变电站通信机房的机柜中，并可提前在远端变电站通信机房的光纤配线架上将线路尾端做适当处理。将传感器的FC/APC光纤接口通过FC/ACP-FC/PC转接跳线与光纤配线架上的待测试线路FC/PC光纤接口相连，即可对待测海缆线路周围的振动情况进行在线监测。表A.8海底光电复合缆监测性能要求序号性能参数描述技术指标1最大测量距离应大于20km2振动测量频率范围应优于1至IkHz范围3频率分辨率应优于2Hz4频率测量准确度应优于IOHz5频率定位准确度应优于100m分级6单次频率测量最低耗时应低于Is7应变测量范围应优于0至150OUt范围8应变分辨率应优于15JDLT1057-20219应变测量准确度应优于30£10应变定位准确度应优于IoW11单次应变测量最低耗时应低于2min20kmA.9水电站坝体健康监测B坝段图A.8抽蓄坝体光纤传感器布设示意图抽蓄电站坝体十分重要且结构复杂，为掌握其健康状态及演变规律，需重点对位移、渗流渗压、应力应变、温度等参量进行监测，其中位移包括坝体表面变形、坝体剪切位移、坝体内部水平位移及沉降等监测，渗流渗压主要为坝基和坝体的渗流渗压与库底廊道渗漏量监测，应力应变包括混凝土面板、钢筋、锚杆、围岩等关键位置监测，温度包括坝体内部及其他关键位置温度检测。相应传感器的布设位置及方式如下：位移传感器安装在廊道或坝面混凝土上相邻坝段（A、B坝段）的接缝处，两端分别安装传感器和探杆挡板，传感器探杆顶在挡板上，通过探杆伸缩量测接缝处变形:倾角传感器安装在被测体表面，以量测建筑物倾斜：压强传感器分点埋设于坝基、坝体和廊道结构内部，以监测孔隙水Ili力和渗透压，防止漏水涌水：应变和温度传感器分点安装在衬砌、锚索等关键位置，防止应变过大导致的断裂、破裂：沉降传感器分布式安装于廊道内墙壁上，并设置参考点，沉降点置于地面，通过水管或弹簧等将两点连接，传感器良接测量液位、水压、形变等再转化为沉降量。表A.9抽水蓄能站坝体健康监测性能要求序号性能参数描述技术指标1沉降标准量程50100150300600mn2沉降分辨率应优于0.025%FS3压强标准量程0.07/0.35/0.7l23MPa4压强分辨率应优于0.025%FS5应变标准量程3000U£6应变分辨率应优于0.125%FS7倾角标准量程±2±5°±108倾角分辨率应优于0.02。9位移标准量程20/50/100300三10位移分辨率应优于0.025%FS11温度标准量程-30C至+80"+120p/+150匕12温度分辨率应优