分布式光纖溫度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和城市化水平的提高，電力電纜使用的廣泛、安全、方便、環(huán)保的作用越來越受到人們的重視。由于電力電纜多敷設(shè)環(huán)境隱蔽，距離較長，運(yùn)行中絕緣隱患不容易發(fā)現(xiàn)，從而發(fā)展為故障或事故。因此應(yīng)加強(qiáng)電力電纜在運(yùn)行中的實(shí)時監(jiān)測，及時判斷電纜的運(yùn)行狀況有效預(yù)診斷告警，防止故障性災(zāi)難的發(fā)生，聯(lián)合使用分布式光纖測溫裝置，快速定位故障點(diǎn)，減少設(shè)備停運(yùn)時間，降低維護(hù)成本、減少經(jīng)濟(jì)損失。
近年來，傳感器、計算機(jī)技術(shù)、光纖及新的測量技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測創(chuàng)造了良好的條件。從而對電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷、電力設(shè)備故障監(jiān)測與診斷、電力設(shè)備定期維修、電力設(shè)備壽命評估及電力設(shè)備壽命管理起到了不可估量的作用。

分布式光纖測溫裝置的原理

分布式光纖測溫技術(shù)可以解決電纜數(shù)量多、距離長，快速、準(zhǔn)確判定故障點(diǎn)的問題。
分布式光纖測溫的原理是依據(jù)后向拉曼散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用，發(fā)生散射，光纖受外部溫度影響使光纖中散射光發(fā)生變化，提供了溫度的絕對指示，利用這一原理可以實(shí)現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。系統(tǒng)內(nèi)置一個激光脈沖光源，以一定的頻率產(chǎn)生窄脈沖散光，比光源波長長的光稱為斯托克斯光，比光源波長短的光稱為反斯托克斯光。其中反斯托克斯光對溫度敏感，當(dāng)光纜溫度升高時它的強(qiáng)度會變大，而斯托克斯光對溫度不敏感，分布式光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)利用這兩種光強(qiáng)度的比值，可以準(zhǔn)確計算沿光纜溫度場的絕對溫度，實(shí)現(xiàn)分布式測量。通過檢測返回光的時間，可以確定在光纜上對應(yīng)的位置。

 

分布式光纖測溫系統(tǒng)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的傳感器相比較，分布式光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

（1）抗電磁干擾，在高電磁環(huán)境中可以正常工作：光纖本身是由石英材料組成的，完全與電絕緣；同時光纖傳感器的信號是以光纖為載體，本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。

（2）抗震防爆：探測光纜采用先進(jìn)的安裝、固定和保護(hù)方式，在強(qiáng)震動環(huán)境下也不會導(dǎo)致其受到撞傷、磨損等機(jī)械破壞，另外也不會影響光纜本身特性及監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

（3）靈敏度高，測量精度高：理論上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優(yōu)于一般的傳感器，因此在粉塵彌漫的惡劣工作環(huán)境中仍然可以進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

（4）系統(tǒng)簡單：分布式光纖測溫系統(tǒng)只要將沿測量路徑敷設(shè)的光纖接到主機(jī)上就可以了，系統(tǒng)簡單，安裝維護(hù)方便。

（5）本征防雷：雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器。光纖傳感器由于完全的電絕緣，本身不通電，可以抵抗高電壓和強(qiáng)電流的沖擊。

（6）測量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控：光纖的兩個突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小，在無需中繼的情況下，可以實(shí)現(xiàn)幾十公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測。

（7）壽命長，成本低：光纖材料一般皆為石英玻璃，其具有不腐蝕、耐火、耐水及壽命長的特性，使用光纖傳感器可以大大降低整個工程的運(yùn)營成本。

電纜溝、電纜隧道或橋架均可以安裝一路分布式光纖測溫系統(tǒng)，若按每米設(shè)置一個測溫點(diǎn)，則可以將故障點(diǎn)控制在一米的范圍內(nèi)，當(dāng)電纜出現(xiàn)隱患或故障后，大大提高了運(yùn)行人員查線的效率，為檢修及時恢復(fù)供電贏得了時間。