光纤布喇格光栅拉力传感器在覆冰监测中的应用

"该资源是关于架空输电线路覆冰监测用FBG拉力传感器的研发，主要讨论了FBG传感器在高压输电线路监测中的应用及其优势，以及新型S型拉力传感器的设计与性能改进。" 正文: 光纤布喇格光栅（FBG）传感器在架空输电线路覆冰监测领域扮演着重要角色。相较于传统的电阻应变片，FBG传感器具备抗电磁干扰、绝缘性能优异、使用寿命长的特点，因此特别适合在高压电力环境中用于测量线路的覆冰情况。本文针对这一需求，研发了一种专门用于耐张塔处的FBG S型拉力传感器，该传感器可以同时监测导线的覆冰厚度、张力和弧垂等多个关键参数。 传感器的设计包括一个弹性体和FBG传感器两部分。弹性体采用S形剪切式的结构，其工字形截面设计能有效分散应力。在弹性体的两侧腹板上，以±45°的角度粘贴FBG传感器，当受到拉力时，两侧腹板会产生对称的拉压应变，通过两FBG的波长差可以消除温度和应变的交叉敏感问题，无需额外的温度补偿措施。 实验证明，这种新型FBG S型拉力传感器具有较高的线性度，非线性误差仅为0.76%，灵敏度为0.0495 pm/N，分辨率可达20.2 N/pm，精确度提升至1.2%。相比于先前研制的FBG柱式称重传感器，非线性误差减少了一半，精确度提高了一倍，工作稳定性也得到了显著提升。 该传感器的研发得益于国家重点基础研究发展计划（973计划）的支持，并作为华北电力大学研究生教育创新工程的一部分。这些创新成果为输电线路的安全运行提供了更高效、准确的监测手段，有助于及时预防和应对因覆冰导致的线路故障，确保电网的稳定运行。 FBG拉力传感器的研制是电力行业技术进步的一个重要里程碑，它利用光纤技术的优势，提升了输电线路监测的精度和可靠性，对于保障电力系统的安全运行具有重大意义。随着技术的进一步发展，我们可以期待这类传感器在更多领域得到应用，提供更为精准和实时的数据支持。