電力光縴傳感技術及其工程應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭經紅 等 著

圖書標籤:

• 電力係統
• 光縴傳感
• 傳感技術
• 工程應用
• 電力監測
• 智能電網
• 光縴通信
• 電力工程
• 新型傳感
• 電力安全

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030501004

商品編碼：29692110450

包裝：平裝

齣版時間：2016-10-01

基本信息

書名:電力光縴傳感技術及其工程應用

定價：79.00元

售價：53.7元,便宜25.3元,摺扣67

作者:郭經紅 等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-10-01

ISBN：9787030501004

字數：

頁碼：192

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《電力光縴傳感技術及其工程應用》緊跟全球能源互聯網發展趨勢，簡述光縴傳感器的基本機理，強調光縴傳感器的工程應用問題，重點介紹電力行業中電力開關櫃、變壓器、電抗器、刀閘開關、絕緣子、輸電綫路、電力通信光纜等健康監測常用的光縴傳感器，如分布式光縴傳感器、光縴光柵傳感器等，以及智能變電站建設中必不可少的全光縴電流互感器等。
　　本書可作為電力工程技術人員和從事光電子技術研究以及光縴傳感器開發相應人員的培訓教材和參考書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

智慧電力，光路先行：一種全新的測量與監控視角 在瞬息萬變的現代社會，電力係統作為支撐經濟發展和日常生活運轉的生命綫，其安全、高效與穩定運行的重要性不言而喻。隨著技術的飛速進步，傳統的監測手段已逐漸顯露齣其局限性，無法滿足日益增長的復雜化、精細化管理需求。一種更加前沿、更加智能的電力監測與控製理念正應運而生，它巧妙地將信息傳輸的革命性媒介——光縴，轉化為一種強大的感知工具，為電力係統的智慧化升級提供瞭全新的可能。 本書將帶您深入探索一種革命性的電力測量與監控技術——基於光縴的傳感原理及其在電力工程領域的廣泛應用。我們不再局限於單一的電信號測量，而是將目光投嚮瞭更加宏觀、更加本質的物理量變化，通過光縴這一媒介，將這些變化轉化為可被精確讀取的信號。這不僅僅是一次技術上的革新，更是一種對電力係統運行狀態理解方式的深刻重塑。 光縴，不再隻是傳輸數據的通道，更是感知世界的“神經網絡” 長久以來，光縴在通信領域扮演著無可替代的角色，其高帶寬、低損耗、抗電磁乾擾的特性，極大地推動瞭信息時代的到來。然而，當我們將目光聚焦於電力領域，會發現光縴的潛力遠不止於此。通過在其縴芯或包層中引入特定的敏感材料、結構或摻雜，光縴本身就可以對外界環境的物理參數産生敏感的響應。例如，溫度的升高會導緻光縴的摺射率和長度發生微小變化，這種變化會影響光信號在光縴中的傳播速度和相位。同樣，機械應力、壓力、振動、甚至電場、磁場等，都可以通過不同的物理機製，在光縴中引發可觀測的光學特性改變。 本書將首先為您係統地梳理光縴傳感的核心原理。我們將從基礎的光學知識齣發，深入剖析不同類型的光縴傳感器的工作機製，包括但不限於： 基於布裏淵散射（Brillouin Scattering）的光縴傳感： 利用光縴中介於聲波和光波之間的相互作用，通過測量嚮後散射的布裏淵光的頻率漂移來精確獲取光縴沿綫的溫度和應變信息。這種技術能夠實現分布式測量，即在整條光縴的任意點上都能進行溫度和應變監測，是實現對電力設備內部溫度和形變進行實時、連續監控的理想選擇。 基於拉曼散射（Raman Scattering）的光縴傳感： 類似於布裏淵散射，拉曼散射也是一種重要的光縴傳感機製，它利用瞭光與分子振動之間的相互作用。通過分析拉曼散射光的頻譜，同樣可以實現溫度的分布式測量，其優勢在於可以覆蓋更寬的溫度範圍，並且對環境振動的影響相對較小。 基於法布裏-珀羅乾涉（Fabry-Pérot Interferometry）的光縴傳感： 通過在光縴末端或內部製造微型乾涉腔，當外部環境參數（如壓力、溫度）改變時，會導緻乾涉腔長度發生變化，進而引起乾涉光譜的移動。這種方法通常用於點式測量，具有高靈敏度和高精度。 基於長周期光柵（Long Period Grating, LPG）和光縴布拉格光柵（Fiber Bragg Grating, FBG）的光縴傳感： 通過在光縴縴芯中周期性地改變摺射率，形成光柵結構。外部環境參數的變化會導緻光柵的周期或有效摺射率發生改變，從而引起特定波長光的反射或透射峰的移動。FBG常用於溫度和應變的點式或分布式測量，而LPG則對橫嚮應力、摺射率等參數更為敏感。 基於錶麵等離激元共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）的光縴傳感： 將金屬薄膜塗覆在光縴錶麵，當特定波長的光激發錶麵等離激元共振時，其共振條件會受到周圍介質摺射率的影響。這種技術在高靈敏度的化學和生物傳感方麵錶現齣色，在電力設備故障診斷方麵也有潛在應用，例如檢測絕緣油中的微量汙染物。 本書將深入解析這些原理，從理論推導到實際模型，幫助讀者建立起對不同傳感機製的清晰認知。我們將討論每種技術的優勢、劣勢、適用的測量範圍以及影響測量精度的關鍵因素。 為電力係統的“脈搏”注入“光”的智慧 在電力工程領域，光縴傳感的應用前景廣闊，能夠為傳統監測手段帶來顛覆性的變革。本書將重點探討以下幾個核心應用方嚮： 高壓輸電綫路的監測： 傳統的輸電綫路監測通常依賴於氣象站數據和人工巡檢。然而，光縴傳感技術能夠實現對輸電綫路本體的分布式溫度和應變監測。例如，在輸電導綫上集成FBG傳感器，可以實時監測導綫的溫度升高情況（可能由電流過載或日照引起），及時預警可能發生的絕緣老化或斷裂風險。同時，導綫的垂度變化、振動情況也能通過光縴傳感器進行監測，為綫路運維提供更精準的數據支撐。 變壓器與發電機組的健康診斷： 變壓器和發電機是電力係統的核心設備。其內部溫度、油位、絕緣狀態的變化是影響其安全運行的關鍵因素。利用分布式光縴傳感技術，可以在變壓器繞組、鐵芯等關鍵部位布設光縴，實現對內部溫度的精確定位和實時監控，及時發現局部過熱點，防止絕緣擊穿。對於發電機組，還可以監測其軸承溫度、轉子振動等，提前預警潛在的故障。 電纜的溫度與狀態監測： 地下電纜的敷設環境復雜，一旦發生故障，維修成本高昂且影響範圍廣。光縴傳感技術能夠為電纜提供全方位的“體檢”。通過在電纜外護套中敷設分布式光縴傳感器，可以實時監測電纜的溫度分布，及時發現熱點，優化負載分配，避免過熱損壞。同時，還可以監測電纜的應變，預警由於地質沉降、外部施工等原因引起的機械損傷。 開關設備與GIS（氣體絕緣開關設備）的監測： 開關設備是電力係統的“心髒”，其觸頭溫度、絕緣性能直接關係到電網的穩定性。利用光縴傳感器監測開關觸頭的溫度，可以及時發現接觸不良等問題。對於GIS設備，內部的溫度、壓力以及微小放電産生的紫外輻射等，都可以通過專門的光縴傳感器進行監測，為設備狀態評估提供關鍵信息。 雷擊與放電監測： 電力係統容易遭受雷擊，雷擊産生的電磁脈衝和衝擊電流會對設備造成嚴重損害。通過布置對電磁脈衝敏感的光縴傳感器，可以實時捕捉雷擊事件，並定位雷擊點，為後續的故障分析和設備加固提供數據支持。此外，一些光縴傳感技術還可以用於監測設備內部的微小放電，這是絕緣老化的早期信號。 環境監測與安全預警： 除瞭設備本體的監測，光縴傳感技術還可以用於監測電力設施周邊的環境變化，例如，監測高壓綫路附近的溫度、濕度、風速，以及地下變電站區域的土壤濕度、沉降等，從而提前預警滑坡、洪水等自然災害對電力設施造成的影響。 從理論到實踐：實現“看得見”的電力安全 本書不僅會深入探討光縴傳感技術的原理和應用，更會關注其實際工程應用中的關鍵問題。我們將從以下幾個方麵進行詳細闡述： 傳感器的集成與部署： 如何將光縴傳感器與電力設備進行有效集成，保證其長期穩定運行，並避免對設備原有性能産生負麵影響，是工程應用中的關鍵挑戰。我們將討論不同的集成方案，例如，直接敷設、封裝保護、嵌入式安裝等，以及不同傳感器類型在實際部署中的考量。 信號處理與數據分析： 光縴傳感係統會産生大量的原始數據，如何高效地對這些數據進行采集、處理、分析，並從中提取齣有用的信息，是實現智能化監測的關鍵。我們將介紹常用的數據處理算法，例如，濾波、去噪、特徵提取、機器學習等，以及如何構建數據分析平颱，實現實時監測和故障預警。 係統集成與兼容性： 光縴傳感係統需要與現有的電力監控係統（SCADA係統、DCS係統等）進行有效集成，實現數據的互聯互通。我們將討論不同通信協議和接口的兼容性問題，以及如何設計開放式的係統架構，方便未來的升級和擴展。 可靠性與維護： 光縴傳感係統在電力這種高可靠性要求的場景下，其自身的可靠性和維護性至關重要。我們將討論影響係統可靠性的因素，例如，光縴的損耗、連接器的穩定性、傳感器的壽命等，以及如何製定有效的維護策略，確保係統的長期穩定運行。 案例研究與工程經驗分享： 為瞭讓讀者更直觀地瞭解光縴傳感技術的實際應用效果，我們將選取國內外一些成功的工程案例進行深入剖析。這些案例將涵蓋不同設備類型、不同應用場景，並分享其中遇到的挑戰、解決方案以及取得的效益，為讀者提供寶貴的工程經驗。 展望未來：光縴傳感賦能智慧電網的無限可能 隨著技術的不斷發展，光縴傳感將在電力領域扮演越來越重要的角色。未來，我們期待看到更加集成化、智能化、網絡化的光縴傳感係統，它們將能夠實現對電力係統全方位的實時感知、精準診斷和智能控製，為構建安全、高效、可靠、綠色的智慧電網奠定堅實的基礎。 本書旨在為電力工程領域的科研人員、工程師、技術愛好者提供一個全麵、深入的瞭解光縴傳感技術及其在電力工程中應用的平颱。我們希望通過本書的閱讀，能夠激發您對這一前沿技術的興趣，並為您在未來的工作中提供有力的理論指導和實踐參考。讓我們一同開啓光縴傳感之旅，為電力係統的智慧化升級注入澎湃的“光”動力！

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大震撼在於其對“工程應用”這一主題的深刻把握。很多技術書籍往往止步於原理層麵，對於如何解決實際工程中的各種‘疑難雜癥’總是輕描淡寫。但《電力光縴傳感技術及其工程應用》在這方麵做得極其齣色。它不是簡單地介紹傳感器本身，而是深入剖析瞭在電力這種高壓、強電磁乾擾環境下，如何保證光縴傳感係統的穩定性和可靠性。書中詳細探討瞭電磁兼容性（EMC）設計、光縴的抗拉伸和耐腐蝕處理，甚至連數據采集與後處理中的噪聲抑製算法都有專門的章節進行介紹。這些都是日常工作中常常遇到的‘攔路虎’，而這本書提供瞭一套完整的、經過實踐檢驗的解決方案框架。例如，它分析瞭在超高壓輸電綫路巡檢中使用分布式光縴測溫係統時，如何精確劃分故障區間並進行實時報警，這種解決實際問題的能力，讓這本書的價值遠遠超齣瞭純粹的學術探討範疇。它更像是一本企業內部的技術規範手冊，實用性極強。

評分☆☆☆☆☆

初拿到這本書時，我本以為它會是一本晦澀難懂的技術專著，滿是復雜的公式和圖錶，畢竟“電力光縴傳感技術”聽起來就帶著一股濃厚的專業氣息。然而，當我翻開首頁，映入眼簾的是對光縴傳感技術發展曆程的梳理，那種行雲流水的敘述方式，讓我感到意外的親切。作者並沒有急於拋齣那些艱深的理論，而是花瞭相當大的篇幅來闡述這項技術是如何從實驗室走嚮實際應用的，尤其是它在電力係統中的重要性。比如，書中對光縴傳感器在變電站溫度監測、局部放電檢測等方麵的應用場景描述得非常生動，仿佛能看到那些傳感器在實際環境中默默工作的情景。特彆是關於傳感器選擇和安裝的章節，簡直就是一本實操指南，裏麵詳細對比瞭不同類型光縴傳感器的優缺點，對於我這種需要將理論知識轉化為工程實踐的人來說，簡直是及時雨。我尤其欣賞作者在講解復雜概念時所使用的比喻，非常形象，能夠迅速抓住問題的核心，而不是陷入無休止的數學推導中。整體閱讀體驗下來，感覺就像是跟著一位經驗豐富的工程師在進行一次深入的行業交流，既有廣度又有深度，讓人受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我發現作者在內容的組織上展現齣瞭極高的專業素養和條理性。結構上，它似乎遵循著一個邏輯嚴密的遞進關係：從基礎的光縴光學原理，過渡到傳感機製，再到電力係統的具體應用，最後落腳於工程實施與維護。這種層層深入的結構，使得即便是初次接觸光縴傳感領域的讀者，也能有一個清晰的認知路綫圖。我特彆喜歡它在介紹每一種具體傳感技術（如基於布裏淵散射、拉曼散射或法布裏-珀羅乾涉儀）時，都會用一個標準化的模闆來呈現，包括：工作原理簡述、關鍵參數對比、以及最適閤的應用場景。這種規範化的呈現方式，極大地提高瞭信息檢索的效率。當我需要快速瞭解某種特定傳感器的性能指標時，翻到相應章節，隻需對照錶格就能迅速得齣結論，省去瞭我以往需要反復閱讀多篇文獻纔能拼湊信息的麻煩。這本書無疑是為效率而生的，它將復雜的知識體係進行瞭有效的結構化和模塊化處理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失學術深度。它沒有刻意追求網絡流行詞匯或過於輕鬆的錶達，而是堅持用精準的專業術語來描述現象和原理，這對於技術人員來說至關重要，因為模糊的描述在工程領域是緻命的。然而，盡管用詞專業，作者在闡述那些抽象的物理概念時，總是能找到一個恰到好處的平衡點。比如，在講解光縴聲學傳感如何捕捉電纜內部的微小形變時，作者詳細描繪瞭應力波在光縴內部傳播的模型，配以清晰的理論推導，使我不僅知道‘它能做到’，更明白瞭‘它是如何做到的’。這種對物理本質的探究精神，讓我對光縴傳感的信心倍增。它不是停留在‘黑箱’操作的層麵，而是鼓勵讀者去理解背後的物理機製，這對於培養真正的技術創新能力是極其有益的。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，這本書在探討未來趨勢和挑戰方麵也展現瞭遠見卓識。在最後幾章，作者並未滿足於介紹當前成熟的技術，而是將目光投嚮瞭更高集成度、更低成本的新一代傳感技術，以及如何將人工智能和大數據分析融入到光縴傳感數據的實時監測中。書中對柔性光縴、可穿戴傳感器在電力設備健康監測上的潛力分析，讓人耳目一新。這不僅僅是一本迴顧現有技術的工具書，更像是一份麵嚮未來的路綫圖。它清晰地指齣瞭當前技術瓶頸，例如分布式傳感的長期穩定性問題，以及如何應對更復雜的電網拓撲結構。這種前瞻性的視角，對我規劃未來的研究方嚮和技術儲備具有重要的指導意義，確保我們不會僅僅停留在對現有技術的簡單應用上，而是能把握住下一波技術革新的脈搏。