Волоконно-оптичний датчик для контролю параметрів повітряних ліній електропередачі

Автор(и)

  • П.Д. Лежнюк Вінницький національний технічний університет
  • В.В. Черкашина Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»
  • О.В. Сікорська Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2024-47-1-213-221

Ключові слова:

бреггівська решітка, волоконно-оптичний датчик, комбінаційне розсіювання, надійність, повітряна лінія електропередачі

Анотація

В статті представлено фізичні властивості і принцип дії волоконно-оптичного датчика на базі бреггівської решітки та проаналізовано його показники. Запропоновано схеми волокнно-оптичного сенсору в залежності від призначення волоконного світловоду у датчику. Обґрунтовано доцільність застосування розподіленого волоконно-оптичного датчика для контролю режимних і конструктивних параметрів повітряних ліній електропередачі шляхом аналізу показників чутливості бреггівської решітки до температурних діапазонів проводів і механічного зусилля, а також необхідність врахування під час проєктування оснащення ліній системами моніторингу з розподіленим волоконно-оптичним датчиком.

Біографії авторів

П.Д. Лежнюк, Вінницький національний технічний університет

д.т.н., професор, професор кафедри електричних станцій і систем

В.В. Черкашина, Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»

д.т.н., доцент, професорка кафедри передачі електричної енергії

О.В. Сікорська, Вінницький національний технічний університет

к.т.н., старший викладач кафедри електричних станцій і систем

Посилання

Bohnert K., Gabus P., Kostovic J., Brändle H. Optical fiber sensors for the electric power industry. Optics and Lasers in Engineering, V.43, № 3–5. 2005. - S.511 – 526. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2004.02.008

Grattan K.T.V., Sun T. Fiber optic sensor technology: an overview. Sensors and Actuators, V. 82, № 1–3, 2000. - S. 40–61. https://doi.org/10.1016/S0924-4247(99)00368-4

Harasim D., Kisała P. Układy przesłuchujące multipleksowane światłowodowe czujniki Bragga. Informatyka Automatyka Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska.- №5(4), 2015.- S. 77–84. DOI: 10.5604/20830157.1176580

Kersey A.D., Davis M. A., Patrick H. J., LeBlanc M., Koo K.P., Askins C.G., Putnam M.A., Friebele E.J. Fiber grating sensors. Journal of Lightwave Technology. -V. 15, № 8, 1997.- S. 1442–1463. DOI: 10.1109/50.618377

Сулейманов В.М., Кацадзе Т.Л. Електричні мережі та системи: підручник. - Київ: ТНУУ «КПІ», 2008. 456 с.

Малогулко Ю.В., Бурикін О.Б., Кацадзе Т.Л., Нетребський В. В. Електричні системи і мережі. Частина 2: навчальний посібник / За ред. П. Д. Лежнюка. – Вінниця : ВНТУ 2021. - 158 с. https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2021/Malogulko_P2_2021_159.pdf

Правила улаштування електроустановок (ПУЕ). Видання офіційне. Міненерговугілля України. − X.: Видавництво «Форт», 2017. − 760 с

Кацадзе Т.Л. Основи механічних розрахунків повітряних ліній електропередавання: Практикум [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка», освітньої програми «Електричні системи і мережі» - Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019.— 53 с. https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/431fdf39-6c10-4c9d-bb29-359a91b65af8/content

DITEST STA-R series fiber optic distributed strain and temperature analyzer, http://www.omnisens.com/ditest/

Dziubiński G., Harasim D., Skorupski K., Mussabekov K., Kalizhanova A., Toigozhinova A. Optymalizacja parametrów światłowodowych czujników do pomiaru temperatury. Rocznik Ochrona Środowiska. - V. 18, № 2, 2016. - S. 309–324. https://doi.org/10.24425/mms.2022.143066

Brandmьller J. Rayleigh-Streuung und Rotations-Raman-Effekt von Flьssigkeiten. Zeitschrift fьr Physik. – Berlin, 1955. – Bd.140. – S.75 - 91. https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-c1d1e84d-80cd-43ac-97bc-2b9c1ba05178/c/23_dziubinski_optymalizacja_ROS_2_2016.pdf

Yonas Muanenda, Claudio J. Oton, Fabrizio Di. Pasqule. Application of Raman and Brillouin Scattering Phenomena in Distributed Optical Fiber Sensing. REVIEW article Front. Phys., 29 October 2019.Sec. Optics and Photonics V. 7 – 2019. https://doi.org/10.3389/fphy.2019.00155

Xie F., Zhang S., Li Y., Lee S.B. Multiple in–fiber Bragg gratings sensor with a grating scale. Measurement, №. 31.- 2003.- S. 139–142. https://doi.org/10.1016/S0263-2241(01)00038-0

Panas P., Skorupski K., Luganskaya S., Mussabekov K. Determination of the spectral characteristics shift in the process of writing fiber Bragg gratings. Proc. SPIE 11045, 2019, 62–67. DOI:10.1117/12.2522394

П.Д. Лежнюк, М.М. Черемісін, В.В. Черкашина, Волоконно-оптичні технології в моніторингу повітряних ліній електропередачі, Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 30, вип. 2, с. 106–110 https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/430

Черкашина В.В. Розвиток повітряних ліній електропередачі з застосуванням волоконно-оптичних кабелів. Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2018. № 1. С.30– 33. https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/05a4919d-93c9-4f3f-85db-e35015ff7811/content.

Wójcik W., Kisała P., „Modelowanie struktur światłowodowych siatek Bragga wykorzystywanych w układach czujnikowych”, Pomiary Automatyka Kontrola, Vol.53, nr 11’2007, s: 10-14.

Wójcik W., Kisała P., Cięszczyk S., „Nano-measurements of physical quantities by using of the Fiber Bragg Gratings”, X International conference on Physics and Technology of Thin Films ICPTTF-X. Ivano-Frankivs, 2005, pp. 99-102, ISBN 966-8207-30-0. Ukraine 2005. 86

Wójcik W., Kisała P., Cięszczyk S., „The conception of the temperature distribution measurement with the use of the Fiber Bragg Gratings, Przegląd Elektrotechniczny”, ISSN 0033-2097, R. 84 NR 3/2008.

Wójcik W., Kisała P., Cięszczyk S., Sobańska K. „Gradient based methods for the inverse problem solution in the fiber Bragg gratings, Proceedings of the Symposium on Photonics Technologies for 7th Framework Program, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, ISBN: 83-7085-970-4, pp. 412 - 416.

Wójcik W., Kisała P., Cięszczyk S., Sobańska K., „The direct and inverse problem in fiber Bragg gratings modelling,” Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 6608, art. no. 66081N 2007, pp.6608 1N-1 ISSN 0277-786X, ISBN 9780819467478.

##submission.downloads##

  • pdf
    Завантажень: 45
Переглядів анотації: 53

Опубліковано

2024-06-27

Як цитувати

[1]
П. Лежнюк, В. Черкашина, і О. Сікорська, «Волоконно-оптичний датчик для контролю параметрів повітряних ліній електропередачі», Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 47, вип. 1, с. 213–221, Чер 2024.

Номер

Том 47 № 1 (2024)

Розділ

Оптико-електронні пристрої та компоненти в лазерних і енергетичних технологіях

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).