中央高校基本科研业务费专项资金(13MS62)
- 作品数：9 被引量：128H指数：6
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- 布里渊传感系统中超高速方波脉冲源的设计被引量：2
- 2014年
- 为了解决布里渊传感器技术中缺少超高速方波脉冲源的实际情况,实现总线较小的码间串扰及高速发送器通道较好的信号完整性,采用对系统中的敏感信号线进行串扰分析、建模及电磁场仿真分析并在此基础上进行制版测试的方法,提出了一种基于现场可编程门阵列器件的超高速脉冲源的设计方案,并进行了理论分析和实验验证。通过宽带示波器对实际板路的测量,取得了脉冲信号不同脉宽的时域波形及眼图数据。结果表明,输出脉冲的最小脉宽1ns,最大幅度1.0V,上升/下降时间均小于300ps,脉冲宽度在1ns^5ns间可调,重复频率在1kHz^10kHz间可调。这一结果对超高速脉冲源的设计理论的完善是有帮助的。
- 尹成群田航李永倩吕安强黄涵娟
- 关键词：传感器技术信号完整性仿真串扰分析
- XLPE光电复合海底电缆故障类型诊断方法被引量：4
- 2014年
- 以某海峡铺设的110kV XLPE(交联聚乙烯)光电复合海底电缆的故障类型检测为目标,提出了一种利用海缆中复合的光纤检测其故障类型的方法。该方法首先使用IEC标准、PSCAD(电力系统计算机辅助设计)软件和ANSYS有限元仿真软件对不同故障时海缆温度进行计算及仿真;然后在不同故障情况下从这类海缆的温度数据中提取出光纤温度数据,分析不同故障时光纤温度变化情况,推导出光纤温度变化与海缆故障类型的关系;最后分析故障点位置不同对光纤温度变化的影响。分析结果表明,该方法可以成功检测出海缆故障类型,对海缆的故障检测具有重要参考价值。
- 宋士刚李永倩吕安强翟丽娜
- 关键词：故障检测故障类型温度检测
- 基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测被引量：37
- 2014年
- 高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度标定实验,比较了不同光纤Brillouin频移的应变/温度系数和初始频移的区别,给出了利用光纤中Brillouin频移分布曲线进行接续点精确定位的方法,对运行中的海缆进行了全面、实时、长期的状态监测和数据分析。结果表明:海缆光单元中不同光纤的Brillouin频移应变/温度系数基本相同,约为0.05 MHz/10-6和1.05 MHz/℃,但初始频移差别较大,变化范围约20 MHz;光路中接续点处的Brillouin频移变化明显,可作为定位依据;利用Brillouin频移监测海缆的应变和温度需结合海底地形、地质、洋流、环境温度、负荷电流等因素。
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- 利用光纤应变判断光电复合海缆锚害程度的有限元分析法被引量：17
- 2014年
- 锚害占海缆机械故障的80%以上,不同程度的锚害会导致海缆发生漏电、接地、短路和断缆事故,及时发现锚害并判断锚害程度十分重要。本文提出了利用光电复合海缆中光纤的应变判断海缆锚害程度的有限元分析法。建立了110k V光电复合海缆的有限元模型,对海缆锚害过程进行了仿真和分析,建立了海缆锚害过程中铠装层应力和光纤应变的分段时间函数,对锚害程度进行了分级,并用海缆模型试验验证了仿真结果。结果表明,海缆锚害程度的加剧导致光纤应变的增加,海缆锚害过程可用5个分段函数表示,锚害程度可分为三级,分别对应0.12%、0.35%和1.1%的光纤应变,可利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变判断海缆的锚害程度。
- 吕安强李永倩李静张旭
- 关键词：分布式光纤传感有限元分析
- 光电复合海缆中光纤与导体温度关系的有限元分析方法被引量：18
- 2014年
- 根据光电复合海缆中的光纤温度计算导体温度是进行导体温度监测和载流量计算的关键。本文利用有限元法建立了110 kV光电复合海缆的有限元模型,根据IEC 60287标准计算出热载荷,分析了负荷电流、环境温度、土壤与海水的表面传热系数等因素对海缆本体及周围温度分布的影响,建立了海缆导体温度、光纤温度和环境温度的关系式。结果表明,导体温度与光纤温度呈线性关系,光纤温度每升高1℃,导体温度升高1.3℃;相同光纤温度下,环境温度每升高1℃,导体温度下降0.3℃;海缆发热主要耗散于周围1.6m以内的土壤中,土壤与海水表面传热系数对结果的影响可以忽略。根据光纤温度和海水温度,可计算出导体温度,作为海缆导体温度监测和载流量计算的理论依据。
- 吕安强李永倩李静张旭吴飞龙
- 关键词：导体温度环境温度有限元分析
- 光纤复合海底电缆故障检测与诊断方法被引量：13
- 2014年
- 为及时发现并判别光纤复合海底电缆的故障,文章提出一种基于多尺度小波分析的海缆故障检测与诊断新方法。该方法先利用布里渊光时域反射计测量海缆中光纤的布里渊散射频移,然后结合双阈值法对故障点进行检测和分析。对发生接地故障的数据,用阈值法进行诊断;对非接地故障,则选用coif2小波基进行8尺度小波分解。研究结论表明,利用小波分解高频系数尺度对空间距离的敏感性可有效诊断锚害和塑料护套局部放电引发的过热故障。同时,在分析海缆故障特点的基础上,通过建立海缆故障模拟数据验证了算法的有效性。
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- 关键词：故障检测与诊断小波分析
- 基于IEC 60287和有限元法的高压海底电缆温度场分析方法被引量：44
- 2014年
- 高压交联聚乙烯（XLPE）海底电缆结构复杂、敷设环境特殊，分析导体温度时需要考虑较多因素。笔者详细介绍了海缆分层及参数计算注意事项，参照IEC60287标准进行计算，建立了海缆的精确热路模型，获得了海缆导体温度及各层温度的矩阵方程。采用有限元方法仿真了不同环境温度及负荷下的海缆温度场，环境温度在14～24℃之间、电流在100～500A之间变化时，热路模型与有限元仿真获得的导体温度偏差小于0．3℃。仿真结果表明．热路模型得到的导体温度及各层温度关系的计算精度满足要求，且与外界环境温度无关，为精确计算海缆导体温度提供参考。
- 段佳冰尹成群吕安强李永倩
- 关键词：海底电缆温度场IEC热路模型有限元法
- 光纤复合海底电缆应变测量的数学建模与仿真
- 2014年
- 为了获得光纤复合海底电缆的应变与光单元应变的关系,以便用分布式光纤传感技术准确测量海底电缆本体的应变分布。在分析海缆结构的基础上,进行了海缆与光单元应变关系的数学建模和仿真。通过合理简化海缆结构,建立了海缆的有限元模型,进行了直线拉伸数值计算,对比了数值计算结果和数学模型。结果表明,数值计算结果与数学模型一致,光单元应变与海缆应变满足线性关系,且小于海缆应变值,可以利用光单元应变推算海缆的应变,这为基于分布式光纤应变测量的海缆状态监测提供了理论依据。
- 吕安强陈永尹成群李永倩
- 关键词：数学建模有限元仿真
- 分布式传感光纤应变和温度同时标定方法被引量：13
- 2014年
- 为了实现分布式传感光纤应变和温度响应系数的快速准确标定,提出了应变和温度同时标定法.利用恒温装置控制传感光纤和金属管的温度,利用金属管的线性热膨胀对缠绕其上的分布式传感光纤施加应变,通过恒温装置中的松弛传感光纤补偿金属管上传感光纤的温度,共同实现应变和温度的同时、快速、准确标定.利用恒温水浴和不锈钢管进行了单模裸纤布里渊频移应变和温度响应系数的标定实验,应变标定跨度620με,温度标定范围35~75℃,得到单模裸纤布里渊频移的应变和温度响应系数分别为0.048 MHz/με和1.06 MHz/℃.结果表明该方法可用于小直径分布式传感光纤的应变和温度同时标定.
- 吕安强李永倩李静陈永
- 关键词：光纤热膨胀温度传感器
