基于分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)單芯電纜瞬態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算

分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的研究 崔文華,陳志斌 (鞍山鋼鐵學(xué)院信息系,遼寧鞍山　114044) 　　摘要:分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是分布光纖喇曼光子傳感系統(tǒng)(doftss),它是近年 來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)的光纖傳感系統(tǒng),具有自標(biāo)定、自校準(zhǔn)和自檢測(cè)功能。 對(duì)光纖測(cè)溫系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理進(jìn)行了說(shuō)明,介紹了分布光纖喇曼光子傳感系統(tǒng)基準(zhǔn)值、定 標(biāo)和直線擬合算法的實(shí)現(xiàn),通過(guò)rs232和光纖測(cè)溫系統(tǒng)串行通訊實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)狀態(tài)的設(shè)置和顯示,并 組成了火災(zāi)預(yù)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng),對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)和軟件流程進(jìn)行了說(shuō)明。 關(guān)　鍵　詞:　　分布光纖光子傳感系統(tǒng);　光纖測(cè)溫;　標(biāo)定 中圖分類(lèi)號(hào):tn25　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a　　文章編號(hào):100722276(2002)0220175204 studyondistributedopt

光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（dts）上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司 xx電纜隧道溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第1頁(yè)共20頁(yè) xx電纜隧道 光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案 上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司 二○一一年八月 時(shí)刻關(guān)注生命安全，時(shí)刻關(guān)注工程質(zhì)量！ 光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（dts）上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司 xx電纜隧道溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第2頁(yè)共20頁(yè) 目錄 1設(shè)計(jì)準(zhǔn)則.......................................................................................................................................................3 3.1系統(tǒng)目標(biāo).......................................

動(dòng)力電纜溫度監(jiān)測(cè)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜線路局部過(guò)熱點(diǎn)位置、檢測(cè)運(yùn)行線路的絕緣狀態(tài)、保障電纜安全穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)措施。文中首先介紹了基于喇曼散射的光纖分布式測(cè)溫的基本原理和基于光時(shí)域反射技術(shù)的空間定位原理。給出了基于拉曼散射的光纖分布式測(cè)溫系統(tǒng)的組成、功能和技術(shù)指標(biāo)。最后,結(jié)合電力系統(tǒng)的實(shí)際情況,給出了感溫光纜的具體施工方法。

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在線監(jiān)測(cè)電纜溫度 彭　超1,2,趙健康2,苗付貴2 (1.華中科技大學(xué)電子與信息工程系,武漢430074;2.國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院,武漢430074) 摘　要:為探討分布式光纖測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于高壓電纜溫度在線監(jiān)測(cè)的前景,簡(jiǎn)要介紹了該技術(shù)的基本原理和特 點(diǎn)。將分布式光纖測(cè)溫儀器裝在220kv高壓電纜上進(jìn)行的2個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中,考察了儀器的測(cè)溫精度、定位精 度、響應(yīng)時(shí)間及運(yùn)行可靠性等性能,試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該技術(shù)溫度誤差小、定位精度高、響應(yīng)時(shí)間短、運(yùn)行可靠且能實(shí)現(xiàn) 長(zhǎng)距離大范圍測(cè)溫,可有效應(yīng)用于電纜的溫度在線監(jiān)測(cè),為電纜載流量的確定提供有效的參考數(shù)據(jù),并可有效避免 電纜火災(zāi)事故。最后在10kv的電纜的工頻逐級(jí)擊穿試驗(yàn)中探討用該技術(shù)于在線監(jiān)測(cè)電纜絕緣的可能性,試驗(yàn)結(jié) 果說(shuō)明該技術(shù)為電纜絕緣在線檢測(cè)提供了一種新的思路和

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)在電力行業(yè)電纜溫度監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。本文介紹了光纖拉曼散射測(cè)溫基本原理和基于光時(shí)域反射(otdr)定位原理。以青島供電公司二回三相4km長(zhǎng)電纜溫度監(jiān)測(cè)工程為例,介紹了光纜的選擇、系統(tǒng)功能和監(jiān)測(cè)情況。經(jīng)綜合分析,系統(tǒng)溫度精度為±1℃,距離定位精度±2m,為電纜溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和輸電安全提供了科學(xué)依據(jù)。

為探討分布式光纖測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于高壓電纜溫度在線監(jiān)測(cè)的前景,簡(jiǎn)要介紹了該技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)。將分布式光纖測(cè)溫儀器裝在220kv高壓電纜上進(jìn)行的2個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中,考察了儀器的測(cè)溫精度、定位精度、響應(yīng)時(shí)間及運(yùn)行可靠性等性能,試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該技術(shù)溫度誤差小、定位精度高、響應(yīng)時(shí)間短、運(yùn)行可靠且能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大范圍測(cè)溫,可有效應(yīng)用于電纜的溫度在線監(jiān)測(cè),為電纜載流量的確定提供有效的參考數(shù)據(jù),并可有效避免電纜火災(zāi)事故。最后在10kv的電纜的工頻逐級(jí)擊穿試驗(yàn)中探討用該技術(shù)于在線監(jiān)測(cè)電纜絕緣的可能性,試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該技術(shù)為電纜絕緣在線檢測(cè)提供了一種新的思路和手段。

動(dòng)力電纜溫度監(jiān)測(cè)是可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜線路過(guò)熱點(diǎn)位置和檢測(cè)運(yùn)行線路的絕緣狀態(tài),從而保障電纜安全穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)措施。針對(duì)電纜過(guò)熱事故的主要原因和特點(diǎn),提出采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)對(duì)電纜沿線溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,給出了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的原理、組成和光纜布設(shè)方案,此系統(tǒng)對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要意義。

由于煤礦井下作業(yè)場(chǎng)所的特殊性,電纜著火引發(fā)的重大事故會(huì)嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn),本文提出采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)對(duì)井下電纜溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù),給出了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的組成、原理和光纜布設(shè)方案,對(duì)保證井下電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要應(yīng)用指導(dǎo)價(jià)值。

電纜分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)行情況分析

導(dǎo)體溫度是電力電纜載流量幅值變化的最直接特征量,電纜表面溫度和線芯溫度是反應(yīng)電纜運(yùn)行情況的重要參量。在簡(jiǎn)化內(nèi)熱源的基礎(chǔ)上,建立單芯交聯(lián)聚乙烯電力電纜的傳熱模型;通過(guò)研究穩(wěn)態(tài)時(shí)電纜溫度場(chǎng)分布,分析溫度參量之間的關(guān)系和影響載流量的因素;基于這個(gè)傳熱模型,優(yōu)化影響因素,對(duì)提高電纜安全運(yùn)行的可靠性和載流量最優(yōu)化配置有重要的指導(dǎo)意義。

1引言 電纜作為保證煤礦生產(chǎn)供電系統(tǒng)穩(wěn)定的必需品廣泛應(yīng)用于我國(guó)的礦井,鑒于煤礦井下作業(yè)場(chǎng)所的特殊性,我國(guó)對(duì)礦用電纜有著嚴(yán)格的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和要求,但是電纜遍布范圍廣泛,加之煤礦巷道結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一旦電纜溫度局部過(guò)高則會(huì)引起火災(zāi),危害性極大,因此需要使用溫度傳感器對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的電纜進(jìn)行溫度測(cè)量.傳統(tǒng)的測(cè)溫方式以電信號(hào)為基礎(chǔ),由于礦井環(huán)境的特殊性,易出現(xiàn)安全問(wèn)題且測(cè)量溫度的精度會(huì)受到很大影響,另外存在布線復(fù)雜、容易損壞,維護(hù)工作大,測(cè)量范圍小等不足之處.將分布式光纖測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于煤礦電纜測(cè)溫,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、多點(diǎn)連續(xù)測(cè)量,且溫度和空間分辨率比較高,極大地提高了測(cè)溫的效率.

光纖測(cè)溫系統(tǒng)技術(shù)原理 線型差定溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的原理是利用激光在光纖中傳輸能夠產(chǎn) 生背向散射，在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖，它在光纖中 傳輸?shù)耐瑫r(shí)不斷產(chǎn)生背向散射光波，這些背向散射光波的狀態(tài)受到所 在光纖散射點(diǎn)的溫度影響而有所改變，將散射回來(lái)的光波經(jīng)波分復(fù) 用、檢測(cè)解調(diào)后，送入信號(hào)處理系統(tǒng)便可將溫度信號(hào)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)， 并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時(shí)間對(duì)這些信息定位。 其原理和結(jié)構(gòu)框圖如下所示。 線型差定溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的原理示意圖 0 三．系統(tǒng)組成 測(cè)溫主機(jī)（終端機(jī)） 感溫光纖 監(jiān)視機(jī)（工控電腦） 1、fdts系統(tǒng)主機(jī)插槽視圖 測(cè)溫主機(jī)：型號(hào)：jtwn-ldc-70a-fr01，廣州市科思通技術(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)。 經(jīng)過(guò)國(guó)家消防機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格的產(chǎn)品。 rs232通信口引腳圖： 引腳輸出信號(hào) 1空 2rxd（串口1） 3txd（串口1） 4

. '. 光纖測(cè)溫系統(tǒng)原理 2.3.1光纖測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成 圖4光纖測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成 光纖測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明：采用點(diǎn)式測(cè)溫，由于解調(diào)體積較小，可每臺(tái)**每組件近安裝一 個(gè)溫度解調(diào)儀，測(cè)溫主機(jī)安裝在控制室，多路感溫光纖分別對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，通過(guò) rj45上傳實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，報(bào)警時(shí)通過(guò)繼電器輸出報(bào)警信息給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。 2.3.2系統(tǒng)特點(diǎn) ?不降低電氣設(shè)備的安全等級(jí)：測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器體積小，直徑2.8mm，沒(méi)有任 何金屬材質(zhì)、電子元器件，絕緣性好，20cm耐10萬(wàn)伏電壓。 ?最準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)技術(shù)：不受電磁場(chǎng)干擾的監(jiān)測(cè)方式，≤10s的響應(yīng)時(shí)間充分將火災(zāi)隱患消 滅在萌芽階段。 ?全年、全天侯安全守護(hù)：至少25年，每年365天，全天候24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。 . '. ?高性?xún)r(jià)比：初期造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，后期運(yùn)行免維護(hù)。 ?減少了監(jiān)測(cè)盲區(qū)、提高了設(shè)

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)應(yīng)用于電纜線路設(shè)計(jì)的探討

電力電纜作為電力系統(tǒng)最基礎(chǔ)的單元,其運(yùn)行溫度制約著整個(gè)配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。文章通過(guò)對(duì)比各種廣泛應(yīng)用的電纜溫度檢測(cè)方法,引入了一種基于拉曼散射光時(shí)域反射的分布式光纖在線監(jiān)測(cè)電纜溫度系統(tǒng),應(yīng)用dsp和fpga技術(shù)設(shè)計(jì)了高速信號(hào)采集和處理單元,并簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)的基本原理、組成結(jié)構(gòu)和主要特性。檢測(cè)結(jié)果表明,系統(tǒng)測(cè)溫精度較高,可以達(dá)到±1℃范圍之內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

簡(jiǎn)要介紹了分布式光纖光柵測(cè)溫技術(shù)的基本原理和特點(diǎn),探討該技術(shù)在電纜溫度在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景。對(duì)光纖光柵溫度傳感器的封裝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并將其安裝在220kv高壓電纜上進(jìn)行為期一年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),考察了系統(tǒng)的測(cè)溫精度、響應(yīng)時(shí)間及運(yùn)行可靠性等指標(biāo),試驗(yàn)結(jié)果表明該技術(shù)測(cè)溫誤差小、響應(yīng)時(shí)間短、運(yùn)行可靠且能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離測(cè)量,可有效應(yīng)用于電纜溫度在線監(jiān)測(cè),為電纜載流量的確定提供有效的參考依據(jù),避免電纜火災(zāi)事故。最后在工頻擊穿試驗(yàn)中驗(yàn)證了該技術(shù)為電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)提供了一種新的思路和方法,值得推廣。

運(yùn)用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)原理設(shè)計(jì)電纜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并簡(jiǎn)單介紹該技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果，為預(yù)防電纜火災(zāi)事故提供技術(shù)支撐，

智能配電網(wǎng)中對(duì)電纜運(yùn)行相關(guān)信息監(jiān)控的集成已成趨勢(shì)。介紹了一套基于分布式光纖測(cè)量技術(shù)的電力電纜溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。敘述了該系統(tǒng)的架構(gòu)及方案設(shè)計(jì),系統(tǒng)具有的顯示界面清晰、工井三維顯示、形成實(shí)時(shí)負(fù)荷溫度響應(yīng)曲線等功能特點(diǎn)。

煤礦井下電纜著火引發(fā)的重大事故嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn),針對(duì)煤礦井下電纜火災(zāi)事故的主要原因及特點(diǎn),提出采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)對(duì)井下電纜沿線溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,給出了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的組成、原理和光纜布設(shè)方案,對(duì)保證井下電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、煤礦安全生產(chǎn)有非常重要的意義。

在電力系統(tǒng)中，常由于絕緣材料老化放電或電纜接頭壓接不好，造成動(dòng)力電纜過(guò)熱現(xiàn)象，引起爆炸和火災(zāi)，并造成斷電停產(chǎn)事故，嚴(yán)重危害企業(yè)安全生產(chǎn)，給企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。dts光纖測(cè)溫系統(tǒng)采用先進(jìn)可靠的技術(shù)，對(duì)電纜、接頭、隧道環(huán)境的溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握各被監(jiān)測(cè)對(duì)象的溫度變化狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)溫度異常并及時(shí)處理，防止爆炸、火災(zāi)等惡性事故的發(fā)生，對(duì)保障企業(yè)安全生產(chǎn)具有重要的意義。

分布式光纖溫度測(cè)量系統(tǒng) -----------------電纜溫度測(cè)量的應(yīng)用 引言 光纖傳感技術(shù)是在上世紀(jì)七十年代伴隨著光纖通信的蓬勃發(fā) 展而提出來(lái)的,它與光時(shí)域反射技術(shù)密切結(jié)合迅速崛起,經(jīng)過(guò)幾 十年的發(fā)展而在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖傳 感器具有輕質(zhì),耐腐蝕,耐高溫,防水防潮,抗電磁干擾等一系列 優(yōu)點(diǎn),因此在惡劣環(huán)境中頗具用途。而分布式光纖傳感技術(shù)除具備 上述特點(diǎn)以外,還具備實(shí)時(shí)獲取在傳感光纖區(qū)域內(nèi)隨時(shí)間和空間 變化的測(cè)量分布信息的能力。準(zhǔn)確的說(shuō),它可以精確測(cè)量光纖沿線 上任一點(diǎn)的溫度信息,如果把光纖縱橫交錯(cuò)連接成網(wǎng)狀,則可以 構(gòu)成規(guī)模龐大的地毯式動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)全方位檢 測(cè)。特別是在我國(guó)，每年發(fā)生的有關(guān)電器的火災(zāi)事故大多是因?yàn)?電線或電纜長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)熱燒穿絕緣所引起，所以對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè) 十分重要，這也是本文設(shè)計(jì)的分布式光纖溫度

分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的傳感系統(tǒng)。它是一種分布式的、連續(xù)的、功能型光纖溫度傳感器。文中簡(jiǎn)述了分布式光纖溫度傳感測(cè)量系統(tǒng)的基本原理和將其應(yīng)用于瀝青混凝土面板壩滲流測(cè)量的一種方法。