Dağıtılmış fiber optik algılama teknolojisi kullanılarak trafo merkezi temelinin yerleşimi nasıl izlenir?

Deniz seviyesindeki bölgelerde inşa edilen bazı trafo merkezlerinin temel oturma sorununu çözmek amacıyla, dağıtılmış fiber optik algılama teknolojisi kullanılarak bir trafo merkezi yerleşimi izleme şeması önerilmiştir. Dağıtılmış fiber optik algılama teknolojisinin tanıtılması temelinde, Güçlü anti-parazit özelliğine sahip stres optik kabloları algılama elemanları olarak incelenmiştir. Yüzey deformasyonunu izleyen optik kabloların dağıtım yöntemleri, derin deformasyon izleme optik kabloları, temel kazık yerleşiminin izlenmesi optik kablolar, ve optik kabloların bağlanması ayrı olarak tanıtıldı. Nihayet, Pilot uygulama nesneleri olarak iki tür trafo merkezi seçildi. İzleme sonuçlarının analizi, izleme konumlandırma haritasındaki tepe ve vadi konumlarının fiber optik kablo gevşemesinin derecesini belirleyebileceğini gösterdi, ve daha sonra gerinimin yönünü ve genliğini belirleyin. Önerilen izleme şeması, trafo merkezi yerleşimi izleme ihtiyaçlarını iyi karşılayabilir. Bu, trafo merkezlerinde temel çökmesini önleme ve kontrol teknolojisinin geliştirilmesi için referans ve yardım sağlayabilir.

Trafo merkezi güç ağının önemli bir merkezidir. Ekonominin ve toplumun hızla gelişmesiyle birlikte, Toprak kaynakları giderek azalıyor. Yüksek konsantrasyonlu nötr güç yükü alanlarında normal güç beslemesini sağlamak için, Trafo merkezleri bazen belirli özel jeolojik alanlarda inşa edilmeye zorlanmaktadır.. Guangdong Eyaletinin Pearl Nehri Deltası bölgesinde, jeolojik temel yüksek su içeriğine ve derin yumuşak toprak katmanına sahiptir. Kentsel gelişim ve değişimler nedeniyle, Yumuşak toprak tabakası ve nehir alüvyonlu toprak tabakası üzerine inşa edilen bazı trafo merkezlerinin temel oturma sorunları vardır. Güneydeki subtropikal yağışlı iklim, jeolojik erozyonu ve trafo merkezlerinin sızmasını güçlendirdi, ve aynı zamanda zemindeki binaların çatlaması ve eğilmesi gibi ikincil felaketlere de yatkındır., trafo merkezi ekipmanının çalışması için potansiyel bir tehdit oluşturuyor.

Trafo merkezi temellerinin oturma problemini önlemek ve tedavi etmek, yer seçimini uygularken, yapı, Çeşitli bölgelerdeki trafo merkezlerinin denetimi ve denetimi, denetimlere de dikkat etmek gerekiyor, erken uyarı, ve trafo merkezi yerleşim sorunlarının tedavisi. şu anda, Trafo merkezlerindeki jeolojik çöküntüyü izlemenin ana yöntemleri manuel incelemeyi içerir, video izleme, jeolojik yer değiştirme izleme, vesaire., gerçek zamanlı performansı zayıf olan, Gizli tehlikeleri zamanında tespit edip ortadan kaldıramama, veya yetersiz doğruluk, ve olgunun özellikleri açık olmadığında yargılamanın zorluğu. Son yıllarda, dağıtılmış fiber optik Algılama teknolojisi, iyi teknik ekonomi avantajlarından dolayı geniş çapta teşvik edilmiş ve uygulanmıştır., uzun izleme mesafesi, ve geniş uzaysal konumlardaki sinyalleri ölçebilme yeteneği. Dağıtılmış fiber optik sensör teknolojisi Rayleigh saçılması gibi etkilere dayanmaktadır, Raman saçılması, ve optik fiberlerde Brillouin saçılması. Rayleigh saçılımını temel alan optik zaman alanı yansıma ölçümünün algılama mesafesi ve doğruluğu sınırlıdır, ve Raman saçılma teknolojisinin dönüş sinyali zayıf. Öyleyse, Son yıllarda, Çin'de Brillouin saçılımına dayalı fiber optik algılama teknolojisi üzerine daha fazla araştırma yapıldı. Trafo merkezi temel yerleşiminin izlenmesine yönelik acil ihtiyaç göz önüne alındığında, dağıtılmış optik algılama teknolojisi, trafo merkezi temel yerleşimini izlemeye yönelik bir cihaz sistemi geliştirmek için kullanılır. Bu cihaz sistemi, trafo merkezlerindeki yerleşim felaketlerini önlemenin zorluğunu azaltabilir, Jeolojik temel oturmasının trafo merkezi ekipmanı üzerindeki etkisini kavramak, ve trafo merkezinin önlenmesi ve temel yerleşiminin kontrolü için yardımcı karar verme ve etkinlik değerlendirme yöntemleri sağlamak.

Dağıtılmış optik algılama teknolojisi, fiber malzemenin kendisinin homojen olmaması nedeniyle, ışık fiberde yayıldığında, orijinal yönün dışındaki yönlere doğru yayılacaktır, fiberdeki ışık yayılımının saçılma olgusu. Çeşitli saçılma olayları arasında, bir çeşit Brillouin saçılması var, fiberin içine yayılan ışık dalgaları ile fiberin içinde mevcut olan ses dalgaları arasındaki birleştirme etkisinin sonucudur, sonuçta ilk gelen ışığa kıyasla saçılan ışığın frekansında bir değişikliğe yol açar. İkisi arasındaki farkı etkileyen faktörler arasında saçılan ışığın saçılma açısı ve ses dalgalarının özellikleri yer alır..

Hem yurt içinde hem de yurt dışında yapılan araştırmalar frekans değişimini ortaya çıkardı (frekans kayması) Optik fiberlerdeki ışığın Brillouin saçılımı, fiberin eksenel gerilimi ve ortam sıcaklığı ile doğrusal bir ilişki sergiler. Sabit sıcaklık koşulları altında, Fiberin maruz kaldığı çekme gerilimi Brillouin frekans kayması ile doğrudan yansıtılabilir.

Sıcaklık referansını ayarlarken sıcaklığın etkisini ortadan kaldırarak, Brillouin frekans kayma değeri ile fiberdeki eksenel gerinim arasında tek bir doğrusal ilişki elde edilebilir. Bir indüksiyon elemanı kullanılarak fiberin tamamındaki çeşitli konumlardaki frekans kayması değerleri ölçülerek, her pozisyondaki gerinimdeki karşılık gelen değişiklik hesaplanabilir, daha sonra ilgili stres ölçüm alanlarında uygulanabilir. Bu Brillouin fiber optik algılama teknolojisidir. Çalışma süreci basitçe şu şekilde tanımlanabilir:: İlk ışık kaynağını oluşturmak için dar bantlı bir lazer kullanma, onu iki yola bölerek. Işığın bir yolu optik darbelere modüle edilir, güçlendirilmiş, ve tespit için ters Brillouin saçılma ışık sinyali oluşturmak üzere algılama fiberi boyunca iletilir.; Dar bant lazerler tarafından üretilen ışığın diğer yolu, frekans kaydırmalı ışığa dönüştürülür ve Brillouin saçılımı ışığıyla tutarlıdır.. Tutarlı işlenmiş sinyal, sıcaklık veya gerinim ölçümü sonuçlarının elde edilmesi amacıyla analiz için bir bilgisayara girilir.. BOTDA sistemi çift girişli bir sistemdir, ve algılama fiberi esas olarak pompa ışığı ile algılama ışığı arasındaki Brillouin frekans kayması tarafından taşınan enerjiyi iletir. Pompa ışığının ve algılama ışığının frekans kayma değerleri Brillouin frekans kayma değerlerine yakınsa, algılama fiberi tarafından iletilen enerji değeri daha büyüktür. Gerçek ölçümde, pompa ışığı ile algılama ışığı arasındaki frekans farkının belirli bir ayar değerine göre kademeli olarak ayarlanması gerekir. Genel olarak, frekans taraması, spektrumdaki her frekans değerinin altındaki ayrı noktaları elde etmek için kullanılır. Taktıktan sonra, her konumdaki frekans kayma değerini yansıtan tam Brillouin saçılma spektrumu elde edilebilir. Nihayet, sıcaklık veya gerinim değerleri doğrusal ilişkilere göre hesaplanabilir ve dönüştürülebilir.

Optik kablonun izlenmesi

Trafo merkezlerinde temel oturmalarının izlenmesinin, izleme yöntemlerinde yüksek doğruluk gerektirdiğini dikkate alarak, ve yere kurulan izleme üniteleri güçlü anti-parazit özelliğine sahip olmalıdır, geleneksel optik fiberler daha hassas ve kırılgandır, ve gereksinimleri karşılayamıyor. İnşaat ve izleme kolaylığı için, Bu makale, sabit nokta işlevine sahip bir stres optik kablosunu inceliyor ve tasarlıyor. Bu optik kablonun bölümlenmiş bir tanımlama işlevi vardır. Gerçek kurulumda, Personelin, sahadaki evin çatlama durumuna göre sabit bir uzunluk boyunca optik kabloyu ve izleme nesnesinin ana düğümlerini sürekli olarak düzenlemek için özel donanımlar kullanması yeterlidir., optik kablo ile izleme nesnesi arasında tam bağlantı sağlamak için. Optik kabloyu segmentler halinde sabitleyerek, izleme bölümünün etkili ölçümü sağlanabilir, Gerinim noktası konumlandırma ve veri analizi için kolaylık sağlar, özellikle deformasyon dönüşümü için. Aynı zamanda, bu tip optik kablolar mühendislik durumuna göre takviye çubukları ile güçlendirilebilir, Optik fiberin dayanıklılığının sağlanması. Öyleyse, iyi mekanik özelliklere ve çekme ve basma özelliklerine sahiptir, özel koşullar altında inşaata elverişli ve çeşitli zorlu çalışma koşullarına dayanabilen.

Fiber optik kablo dağıtım planı

Algılama birimi olarak, Stres optik kablosunun pasiflik avantajları vardır, korozyon direnci, yaşlanma direnci, radyasyon direnci, vesaire. Güçlü bir plastisiteye sahiptir ve sahada karmaşık arazilerin konuşlandırılması için uygundur.. Aynı zamanda, Bu yerleşim şemasında kullanılan optik kablo, hem algılama optik kablosu hem de iletim optik kablosudur, İzleme ana bilgisayarının izleme alanındaki ve trafo merkezi makine odasına bağlanmasını kolaylaştırır. Yerinde kurulum ve hata ayıklama durumuna göre, BOTDA izleme aracı uzaysal örnekleme aralığını benimser: 0.5 metre. Yüzey deformasyonunun izlenmesinden elde edilen küçük deformasyon sonuçlarının etkin bir şekilde tanımlanması için, derin deformasyon izleme, ve temel kazık oturmalarının izlenmesi, en azından 2 mekansal çözünürlük ve sıcaklık kalibrasyonunun tanımlanmasını tamamlamak için inşaat sırasında ölçüm yöntemi değiştiğinde metrelerce optik kablo ayrılır. Spesifik fiber optik kablo yerleşim planı, yüzey deformasyonunu izleyen fiber optik kablo yerleşimini içerir, derin deformasyon izleme fiber optik kablo düzeni, temel kazık yerleşiminin izlenmesi fiber optik kablo yerleşiminin izlenmesi, ve bağlantı fiber optik kablo düzeni.

Yüzey deformasyonu izleme

Fiber optik kablo dağıtımı

Yüzey deformasyonunu izleyen optik kablo, heyelanların yatay deformasyonunu izleyebilir, ve izleme optik kablosu, 2 m'lik sabit nokta gerilimli bir optik kablo kullanılarak döşenir.

Yüzey deformasyonunu izleyen optik kablonun yerleşim yöntemi

Optik kabloları döşerken, İlk önce genişliğinde bir hendek kazın 17 cm ve derinlik 10 optik kablonun tasarım yönü boyunca cm, daha sonra gerilim optik kablosunu hendeğe yerleştirin, zırhlı optik kabloyu hendeğe yerleştirin, ve düz bir durumda tutun. Optik kabloyu, optik kablonun sabit noktasındaki toprak katmanına bağlamak için köşebent ve metal kelepçeler kullanın, ve sabit noktalar arasında koruma sağlamak için PVC borulardan geçirin; Optik kabloyu bozulmamış toprakla doldurun ve sıkıştırın, ve doldurma sırasında bir BOTDA monitörü kullanarak optik kablonun gerginliğini ölçün. Optik kablonun daha az elektrik üretmesi önerilir. 500 mikro gerilim (mikro gerilim: Orijinal boyuta göre mekanik boyuttaki değişimin milyonda biri); Optik kablonun gerçek yönünü ve işaretlerini kaydedin, ve kablo döşendikten sonra, hendeği doldurun.

Derin deformasyonu izleyen optik kabloların yerleşimi

Kademeli ve ani temel oturmalarına karşı erken uyarı sağlamak amacıyla, Bu yerleşim planında yerinde numune alma ve derin çukur oturmalarının izlenmesi yöntemi, deformasyon bölgesindeki deformasyon durumunun önceden ölçülmesi amacıyla kullanılmaktadır..

Derin deformasyonu izleyen optik kablonun yerleşim yöntemi

Derin deformasyon izleme optik kablolarını yerleştirirken, bir sondaj kulesi kullanarak seçilen konumda 200 mm çapında çıplak bir delik açın; Ağır çekiç ve çelik boru basınçlandırma yönteminin kullanılması, optik fiberi bir kabın altına yerleştirin 15 metre deliği; Ölçüm aralığını arttırmak için, dağıtım için bir adet 2m sabit noktalı optik kablo ve bir adet 10m sabit noktalı optik kablo seçildi, ve optik kablonun gerilimi bir BOTDA izleme cihazı kullanılarak izlendi; Daha sonrasında, sondaj deliğini doldururken, fiber optik kablo düğüm noktasında sadece 20 cm'lik kil toplarının doldurulması gerektiğini hesaplamak gerekir, ve fiber optik kablo düğümü ile jeolojik katman arasında iyi bir bağlantı sağlamak için geri kalan pozisyonlar bozulmamış toprakla doldurulmalıdır.. Aynı zamanda, Fiber optik kablonun sıkılığı, kablonun oluşturduğu gerilimin aşılmamasını sağlayacak şekilde sürekli olarak ayarlanmalıdır. 500 mikro gerilim.

Kazık oturmasının izlenmesi

Fiber optik kablo kurulumu için temel kazıklarının yerleşimini izlemenin temel prensibi, ilk önce bir sondaj kulesi kullanarak ana kayaya ulaşan bir delik açmaktır., daha sonra bir kıyaslama kurulumu yapın, ve izleme fiber optik kablosunu referans kurulumu ile izlenecek temel kazığı arasına yerleştirin. Karşılaştırma kazığı herhangi bir oturma değişikliği yaratmadığından, Temel kazığının oturma değişikliklerini belirlemek için fiber optik kablonun gerinim değişiklikleri BOTDA izleme cihazları kullanılarak izlenebilir. Benchmark kazıkların üretim yöntemi, öncelikle ana kayaya güvenli bir mesafede bir sondaj kulesi ile bir delik açmaktır. 6 yüksek basınçlı ekipmandan birkaç metre uzakta, yaklaşık derinlikte 19 metre. Daha sonra, çapında bir çelik boruya kaynak yapın 160 mm ve buraya yerleştirin. Çelik boruya beton dökün, ve çelik borunun zemin yüzeyinden yüksekliği yaklaşık 3 metre. Temel kazık yerleşimini izleyen optik kablonun kurulum yöntemi, köşebent demirini kurulum sırasında referans kazıktaki çelik boru ile kaynaklamaktır., köşebent üzerine delikler açın, ve paslanmaz çelik makarayı vidalarla sabitleyin; Kaldırmak 0.5 bir ucu paslanmaz çelik telden oluşan metre uzunluğunda çimento yığını, diğer ucunu çelik bir plakaya bağlayın, ve çelik plakayı izleme yığınına bağlayın; İzleme optik kablosunun düğümlerini ve izleme yığınının çelik plakasını metal kelepçelerle sabitleyin; İzleme optik kablosunun diğer düğümünü metal bir sabitleme aracılığıyla referans yığınının köşebentine sabitleyin; Karşılaştırmalı kurulum ile izleme yığını arasındaki optik kablo PVC borularla korunmaktadır, çelik tele sabitlenmiş olan; Germe cihazının BOTDA monitörünün izlenmesi altında ayarlanması tavsiye edilir. 1/20 optik fiber tarafından üretilen tüm aralığın; Nihayet, izleme optik kablolarını kalan kabloların arasına sabitleyin 4 kazıkların ve referans kazıkların sırayla izlenmesi.

Optik kabloları bağlama düzeni

BOTDA izleme cihazlarının bilgisayar odasına yerleştirilmesi nedeniyle, yerleşim tehlikesi izleme alanı ile bilgisayar odası arasında belirli bir mesafe vardır. Öyleyse, izleme optik kablosu ile izleme cihazı arasına bir bağlantı optik kablosunun takılması ve döşenmesi gereklidir, Şekilde gösterildiği gibi 6. Gerilim optik kablosu, trafo merkezinin ana izleme alanına yatay olarak döşenir. Bazı optik fiberler yer altına gömülmeye uygun değildir, ve fiber optik yüzeyindeki atlama tellerinin kaynaştırılması ve belirli koruyucu önlemlerin eklenmesi gerekir. Genel olarak, dışarıya bir metal hortum veya zırhlı metal oluklu boru tabakası yerleştirilebilir.

Bağlantı için fiber optik kablo döşeme yönteminin pilot uygulamasının veri analizi

Temel oturmasının izlenmesi 110 kV trafo merkezi

The 110 kV trafo merkezi sanayi bölgesinin çevresinde bulunmaktadır. Yerleşme ve diğer nedenlerden dolayı, the 110 kV trafo merkezinin duvarlarında belirgin çatlaklar ve çatlaklar var. Bina duvarlarının deformasyonunu izlemek amacıyla, izleme optik kabloları, armatürler kullanılarak bina duvarlarının yüzeyine sabitlenir; Kule temelinin trafo merkezi dışındaki oturmasını ve deformasyonunu izlemek amacıyla, optik kabloyu izleyen bir temel kazık yerleşimi kuruldu. BOTDA veri toplama yoluyla, toplam 1541 Numune alma noktaları belirlendi. Optik kablonun başlangıç ​​ve bitiş uçlarının izlenmesine ek olarak, izleme konumlandırma haritası üç bölüme ayrıldı: kule temeli deformasyon izleme bölümü, istasyon zemin deformasyonu izleme bölümü, ve duvar deformasyonu izleme bölümü.

Kule tabanı deformasyon izleme bölümünün konumlandırma haritasında dört tepe noktası vardır, düzenlenmiş optik kabloların dört bölümüne karşılık gelir. Üç vadi konumu ayrılmış yedek kablolardır ve sıcaklık referansı optik kabloları olarak kullanılabilir.

İstasyonun içindeki zemin deformasyonu izleme bölümlerinin tümü değişen gerilim derecelerindedir. Yüzey deformasyonu bu iki optik kablonun geriliminde değişikliklere neden olabilir, ve Brillouin frekans kayması değeri buna uygun olarak değişecektir. Yüzey deformasyonunun yönü ve büyüklüğü, gerinim ile doğrusal ilişkisi ile belirlenebilir..

Duvar deformasyonu izleme bölümü, gerilmiş bir optik kablo bölümü ve gevşek bir optik kablo bölümünden oluşur. Gerilmiş optik kablo, duvar deformasyonunu izlemek için her iki ucunda sabit bir optik kablodur, ve veriler izleme konumlandırma haritasındaki yerel tepe konumuna yansıtılır. Gevşek optik kablo, iki sabit optik kablo arasındaki bağlantı optik kablosudur, sıcaklık referansı optik kablosu olarak kullanılabilen. Duvarda çatlaklar göründükten sonra, optik kablonun sıkılığı değişecektir, Brillouin frekans kayma değerinde değişikliklere yol açan ve gerinim derecesinin çıkarımına yol açan, bu, duvarda çatlak olup olmadığını belirleyebilir.

Temel oturmasının izlenmesi 220 Setin üzerindeki kV trafo merkezi

The 220 Güç kaynağı bürosunun kV set istasyonu, alüminyum fabrikasının güneydoğu tarafında yer almaktadır.. İstasyon alanının topoğrafyası dağlık ve düz arazidir. Kuzeydoğu köşesindeki az miktarda engebeli arazi hariç, istasyon sahası nispeten düz araziye sahip diğer bölgelerde bulunmaktadır. İstasyon sahasının Kuvaterner örtü tabakası çoğunlukla alüvyon ve siltasyondan kaynaklanmaktadır., esas olarak yapışkan topraktan oluşur, siltli toprak, ve kum. Altta yatan ana kaya Kretase kumtaşıdır. İstasyon alanının güneybatı kısmı aslında bir balık havuzuydu, istasyonun inşaatı sırasında doldurulup tesviye edilen. Şu anda, yerleşimi 220 Bu bölgedeki kV bara direkleri nispeten ciddidir, yaklaşık bir damla ile 10 iki sütun arasında cm. Zemin oturması önemli 20-30 metre, ve kenar duvarı oturma nedeniyle zarar görmüştür, duvar kenarlarının yatay çizgisinde dalga benzeri bir desen sunmak. Trafo merkezinin dış eğiminin yüksekliği 7-9 metre. Şu anda, eğimin dengesiz temeli nedeniyle, drenaj hendeği yapılmamıştır, ve gömülü PVC drenaj boruları önemli deformasyon ve hasar göstermiştir. Trafo merkezlerindeki jeolojik temel oturma felaketlerini izlemek için dağıtılmış pasif optik algılama teknolojisini kullanmak ve trafo merkezlerindeki jeolojik temel oturma felaketlerinin çevrimiçi izlenmesini sağlamak için, veriler BOTDA aracılığıyla toplandı, toplam ile 2031 örnekleme noktaları. Optik kablonun başlangıcını ve sonunu izlemenin yanı sıra, izleme konumlandırma haritası üç bölüme ayrılmıştır: temel kazık deformasyon izleme bölümü, derin deformasyon izleme bölümü, ve yüzey deformasyon izleme bölümü. Toplamda var 5 Yerleşim izleme bölümünde kurulan temel kazıkları, ve izleme verileri özellikleri aynıdır. İki zirve arasında bir çukur var, ve oluk konumu izleme kazık temelinin tepesi için ayrılmıştır, sıcaklık referansı optik kablosu olarak kullanılabilen.

Derin deformasyon izleme bölümünün tepe konumu, optik kablonun zemin üzerindeki askı noktasıdır. Dolgu toprağının doğal oturması tamamlandıktan sonra bu askı noktası gevşetilir.. Bu bölümdeki optik kablolar farklı gerilim derecelerindedir, ve derin yerleşim, gerilimin derecesini yavaş yavaş azaltacaktır.

Yüzey deformasyonu izleme bölümünün vadi konumu, duvara yakın gevşeme bölümüdür, Gevşetme bölümünün her iki yanındaki oyuklarda iki adet izleme optik kablosu bulunur. Bu iki bölümdeki optik kablolar değişen derecelerde gerilimdedir, ve yüzey deformasyonu bu iki optik kablonun gerilim derecesinde değişikliklere neden olabilir, böylece yüzey deformasyonunun yönü ve büyüklüğü belirlenir.

A dağıtılmış fiber optik Brillouin saçılım ışığının frekans değeri ile stres değişiklikleri arasındaki doğrusal ilişkiyi kullanarak trafo merkezlerinin temel yerleşimini izlemek için algılama teknolojisi önerilmiştir.. Optik fiberlerin parazit önleme özelliğini geliştirmek ve doğruluk gereksinimlerini karşılamak için, Bölümlere ayrılmış tanımlama işlevine sahip bir gerilim optik kablosu, bir algılama elemanı olarak tasarlandı. Bu makalede dört tür optik kablonun dağıtım yöntemleri tanıtılmaktadır: yüzey deformasyonunu izleyen optik kablolar, derin deformasyon izleme optik kabloları, temel kazık yerleşiminin izlenmesi optik kablolar, ve optik kabloların bağlanması. Pilot uygulama sayesinde iki farklı trafo merkezi ortamında sonuçlar elde edildi, dağıtılmış fiber optik algılama teknolojisinin trafo merkezi temel yerleşiminin izlenmesinde iyi etkilere sahip olduğunu doğrular, Trafo merkezi temel oturma faylarının izlenebilme yeteneğinin geliştirilmesi için yeni bir çözüm sağlanması.

Fiber optik sıcaklık sensörü, Akıllı izleme sistemi, Çin'de dağıtılmış fiber optik üreticisi