摘 要：我国是一个用电大国，同时又是一个电力资源极度匮乏的国家。我国电力系统发展的好坏对于我国经济发展以及社会稳定起着至关重要的作用。鉴于此，本文通过对光纤传感器优点的阐述以及应用分析，希望借助于光纤传感器的应用，有效改善传统传感器应用中的种种弊端，更好的服务于我国整体电力系统的发展，优化我国电力事业以及电网布局，更好保证企业以及居民的用电需求。
关键词：光纤传感器；电力系统；电力事业；应用分析
1 引言
我国是一个用电大国，同时又是一个电力资源极度匮乏的国家。我国电力系统发展的好坏对于我国经济发展以及社会稳定起着至关重要的作用。电力系统网络结构复杂、分布面广，并且由于我国整体的地域面积以及地势的差异性使得实际的电缆铺设以及电力通信网络的构建过程中存在着诸多不确定因素和隐患，而这些都会对我国整体的电力系统的发展以及电网构建带来不稳定因素。因此，对系统内各种线路、网络进行分布式监测显得尤为重要，只有切实有效的对现有的各个路段以及各个区域的电力系统运行状态的监督与管理，才能够切实有效的提升整体的电力系统的有效性、稳定性以及安全性，从而真正保证我国电力事业的可持续化的运行。光纤作为一种新型的通信材料，从近代通信技术的发展而言，光纤通信技术的发展可谓是一次新的技术革命。进入新世纪以来，随着科学技术的不断发展，电信的改革以及电信市场的开放，人们对于信息传输的容量以及速度有了新的要求，这让光纤通信有了新的不同的局面。其本身的抗电磁干扰、耐高压、带宽资源丰富等特点使得其本身在我国现有的电力事业应用程度以及应用范围越来越广泛。目前，采用分布式光纤传感器进行温度与应变的测量等已经在包括美国、英国、法国等发达国家所普遍使用，并且取得了良好的效果，能够持续不间断的对现有的电力系统进行监测与监督。鉴于此，本文主要通过对于光纤通信本身的优势分析，进一步研究和探讨光纤传感器在我国现代电力系统监测中的积极作用，分析其对于压电力线在线测温的用用分析。
2 光线感应器概述
2.1 光线感应器优点
自上世纪七十年代依赖，光纤技术逐步被人们所意识到其本身不仅仅能够传播光，更为重要的是其还可以构成一种新的直接交换信息的元件。即利用其本身的特性，进而将信息进行快速的传播。并且，相对于传统的电缆的信息传输而言，光前的传输其本身的能耗更低、带宽更高、对于外界的抗干扰能力更强，而这些保证了光纤本身的传输能够使得负载更多的信息，同时传输的信息频率以及内容更加的稳定，避免了传统电缆传输下的信息的失真和不稳定情况。因此，相对于传统的传感器而言，光纤传感器具有传统传感器所不可比的优点：机械强度高、重量轻、保密性好、易于远距离遥测、不受电磁干扰、响应速度快等等。在近年来国外的学者研究以及应用过程中，进一步证明了光纤传感器的上述优势，并且其本身的消耗较短，能够大大提升使用寿命，减少了更换的频率。
2.2 光线感应器基本原理
光纤传感器的基本原理是将光源发出的光经光纤送人调制区，在调制区内，外界被测参数与进入调制区的光相互作用，由此使得其中的内容能够被调制成相应的信息，从而最终被解调成可以获得的物理数据。
目前，光纤传感器按其传感原理可分为两大类：
一是传感型传感器。其主要是利用对外界信息具有敏感能力和监测功能的光纤作为敏感元件，其本身对于外界的信息监测更加的稳定可靠。二是传光型传感器，在传光型光纤传感器中，光纤仅作为传播光的介质。对外界信息的“感觉”是依靠其它的功能元件来完成的。就现有主要的传感技术而言，主要是采用以下三种技术：（1）布里渊散射技术；（2）喇曼散射技术；（3）基于背向瑞利散射技术。上述技术各有不同，针对不同的情况和环境需求下，而可以采用不同的技术应用。
3 光纤传感器在电力系统中的应用
现代电力系统的发展不仅仅是要求电力传输的速率的提高以及能耗的降低，更为重要的是其稳定性的改善，要保证电力传输的稳定性就必须要对现有的传输线路以及整个系统进行实时的监测，从而保证整个系统以及线路运行的可靠，并且在监测过程中了解现有的系统中所存在的不足以及漏洞，从而第一时间对其进行维护与检修。而这就需要良好的数据监测设备的保障。显然传统的监测设备由于技术限制以及抗干扰能力的不足和安全性不佳，使得其在运用过程中无法得到充分的保障，没有办法满足我国现代电力系统建设发展的需求。而从国外的实践结果来看，光纤传感器无疑是较理想的一种监测技术。
3.1 利用法拉第效应的光纤电流（磁场）传感器
根据法拉第效应，由电流所产生的磁场会引起在该磁场中的光纤（或法拉第晶体）中线偏振光的旋转，监测偏转角的大小可以得到对应的电流（磁场）数值。由于传统的传感器其稳定性不足，并且测量范围较小，在监测过程中会受到绝缘材料以及磁场干扰等影响，因而受到了广泛的诟病。而利用法拉第效应的光纤电流（磁场）传感器，其使得信息在传输过程中，光从激光器发出的激光束经起偏器变成线偏振光，再经显微物镜聚焦耦合到单模光纤中。单模光纤绕在高压载流导体（或套在等离子束流）上。受磁场作用的光束从光纤的另一端出来之后，经第二个显微物镜耦合到渥拉斯顿棱镜上，并由棱镜把光束分戚振莉方向相互垂直的两束偏振光，分别进入光操测器。经信号处理系统处理，得到与被电流（磁场）有关的信号。相对于传统的传输方式而言，光纤电流（磁场）传感器其无疑大大提升了信息传输的稳定性与安全性，并且借助于光纤技术本身的测量范围大以及响应速度快等优势，使得本身的使用效率以及监测结果得到了显著地提升。不过其本身依然会受到外界恶劣天气的影响，从而导致本身的稳定性受到一定的影响。当受环境因素变化的影响时稳定性较差。
3.2 光纤传感器在我国电力系统光缆监测中的应用
电力系统光缆种类繁多，加之我国地域广阔，各地环境差异很大，不同的地貌因素以及天气自然状况对于光缆本身的要求也存在一定的差异性。并且部分高山地区或是雷电多发地区，其本身的强烈的电磁场无疑会感染到信息的传输以及传感器本身对于电缆的监测状况。一般而言，在特殊地区其本身对于光缆的监测要求更高，不仅仅是监测的实时性，同时对于监测设备也提出了更高的难度和要求。目前，电力系统主要采用人工方式用光时域反射计进行光纤的监测。其虽然能够取代传统的人工监测所带来成本负担，提升了传统光缆监测效率，但是其本身对于环境要求较高，特别是瑞利散射光基本不受温度和应力等外界条件的影响，由此也降低了在实际应用的效果。
3.3 光纤传感器在高压电缆温度和应变测量中的应用
正如之前所述，光纤本身的传输具有带宽高、抗干扰能力强以及动态范围大等诸多优势，因而其能够更好地对光纤沿线各点的温度及应力进行测量，因此分布式光纤传感技术已经在国外得到了广泛而普遍的应用。但是，在我国由于整体技术上不太成熟，仅仅是小范围的使用，并没有充分在全国各个区域充分实施与铺开。联系到我国南方地区所遭受到的雪灾来考虑，若能够在当时就应用现有的分布式光纤传感技术无疑能够在如此恶劣的条件下，对于电缆系统进行切实有效的监测，从而能够对存在故障的电缆在第一时间发现以及维修，从而第一时间避免了故障所带来的后续危害性，更好的保证了整体电缆系统运行的稳定性和有效性，由此可见光纤传感器在电力系统将具有广泛的应用前景和应用价值。
3.4 光纤传感器在电功率传感器中的应用
电功率是反映电力系统中能量转换与传输的基本电量，电功率测量是电力计量的一项重要内容。其更多的是应用于现代变电站的监测应用，对于现代变电站而言，借助于其自身尺寸小、自身功耗低、频带宽、抗干扰、无线圈铁芯、易于组网和遥测等突出特点。更适宜目前传统变电站互感器、测温元件改造和智能变电站建设应用，通过远程控制以及监测，从而更有效的保证了变电站各项数据使用监测的稳定性、可靠性以及安全性。而随着现代光纤技术的作用被人们所不断发掘，其在电力功率传感器中的应用也逐步被人们所挖掘和发现。目前这一技术已经在日本、美国、英国等国家被广泛成功应用。并且从实际结果而言，对于变电站本身的运行以及实际运作具有积极的促进作用，更好的提升了电力供应的稳定性。
4 结束语
一个国家的经济发展离不开稳定而有效的电力供应。从现代发达国家的实践经验可以看到，光纤传感器本身对于电力供应稳定的重要性，其通过对于高压电缆温度、电功率等方面的测量使得任何一个传输环节出现问题都能够切实而有效的反馈给控制和传输中心，从而在第一时间对现有的电网以及传输线缆进行维修，从而保证了电力传输的可靠性和安全性。而我国作为一个电力大国，电力运输的可靠性与稳定性直接决定了我国经济未来的发展能否可持续。近年来，针对其在电力系统中的应用我国企业以及学者都开展了不同程度的研究，并且逐步在相关领域进行了应用。未来随着光纤传感器的进一步广泛应用，无疑有效改善传统传感器应用中的种种弊端，更好的服务于我国整体电力系统的发展，优化我国电力事业以及电网布局，更好保证企业以及居民的用电需求。
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