智能光纖測溫技術在電纜溫度監(jiān)測中的應用

1、<p>　　智能光纖測溫技術在電纜溫度監(jiān)測中的應用</p><p>　　[摘 要]運用分布式光纖測溫技術原理設計電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，并簡單介紹該技術的實際運用效果，為預防電纜火災事故提供技術支撐， </p><p>　　[關鍵詞]分布式光纖測溫技術；電纜溫度；實時監(jiān)測；光纖傳感 </p><p>　　中圖分類號：TP109 文獻標識碼：A 文章編號：1009

2、-914X（2016）08-0278-01 </p><p>　　隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展和城網(wǎng)改造進程的加快，電纜在電網(wǎng)中所占的比例顯著的升高，而電纜的火災事故發(fā)生的頻率也在不斷的升高。傳統(tǒng)的電纜防火方法是在電纜裸露的部分加裝防火槽盒等，但這些方式十分的被動，且效果不是很明顯，無法對電纜溫度的情況進行及時的了解，在預防火災事故上效果不佳。因此為了有效地預防電纜火災事故的發(fā)生，需要設計出一種智能的光纖測溫系統(tǒng)，對電纜的

3、溫度進行實時的監(jiān)測。分布式光纖測溫技術是目前電纜測溫效果比較好的一項技術，在我國得到了廣闊的應用前景。 </p><p>　　一、分布式光纖測溫技術概述 </p><p>　　分布式光纖測溫技術是一項實時、在線和多點光纖溫度測量技術，能夠實時監(jiān)測空間溫度場，在工業(yè)過程控制中廣泛應用的一種新型的智能化的電纜溫度監(jiān)測技術。分布式光纖測溫技術在電纜溫度測量中可以實現(xiàn)對光纖沿線的測量點進行連續(xù)的實

4、時測量，在1-30千米范圍內都可以實現(xiàn)對電纜溫度的實時測量，空間定位精確到0.5米以內，溫度分辨率高達0.5℃，能夠實現(xiàn)對電纜溫度的實時、連續(xù)、自動化測量，并且在大范圍多點測量中應用效果比較佳。分布式光纖測溫技術主要應用光纖的光時域反射原理以及光纖的后拉曼散射溫效應。分布式光纖測溫技術作為一種智能化、新型的溫度測量技術，具有多方面的優(yōu)勢和特點。分布式光纖測溫技術能夠實現(xiàn)大范圍、多點的溫度測量，精確度較高，能夠實現(xiàn)自動化的測量，為電纜絕緣

5、在線檢測提供了可靠的技術支撐。 </p><p>　　二、分布式光纖測溫技術的應用 </p><p>　　以某大學生城220KV 1、2號線電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)環(huán)境為220KV 1、2號線架空線與電纜線混合的線路，電纜段在整條線路中間的一段。電纜的程度為1.7千米，整個監(jiān)控系統(tǒng)由計算機掌握，以及編程邏輯控制器（PLC）以及分布式光纖電纜測溫系統(tǒng)構成，對電纜的溫度、隧道的積水情況

6、、可燃性氣體等電纜環(huán)境進行監(jiān)測，通過計算機軟件和PLC進行實時的遠程監(jiān)控，并對出現(xiàn)的情況進行分析，對電纜隧道潛在的危險進行遠程發(fā)布報警信息。該系統(tǒng)主要包括計算機、光纖通訊、傳感器等，由主機、多路轉換開關等組成。 </p><p>　?。ㄒ唬┓植际焦饫w測溫系統(tǒng)的布置 </p><p>　　整個電纜測溫光纜的長度為4.2千米，將光纜兩芯作為通信通道，溫度信息接入到供電公司的局域網(wǎng)中，并配置相應

7、的設備，具體結構如圖1所示。 </p><p>　?。ǘ┓植际焦饫w測溫系統(tǒng)的實現(xiàn)功能 </p><p>　　使用PLC帶485總線形式連接測溫系統(tǒng)的主機和各路傳感器，把各個測量單元，測溫主機和測溫控制層連接成一個完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)集中的測量，報警信息集中顯示，達到集中管理和控制的效果。 </p><p>　　分布式光纖測溫技術能夠實現(xiàn)自動化、連續(xù)性、實時的監(jiān)測，

8、及時掌握控制區(qū)域內電纜的溫度變化情況，并能夠針對各種危險信息及時發(fā)出預警。主機放置在室內工作站，感溫電纜與主機相連接，并在電纜上沿線鋪設，每隔0.5米設置一個監(jiān)測點，進行連續(xù)的監(jiān)測，從而全面了解電纜的工作狀況，并將監(jiān)控點的電纜信息及時的傳遞到監(jiān)測控制站中，顯示出監(jiān)控到的信息，例如報警數(shù)據(jù)、事故報警數(shù)據(jù)、電纜溫度異常的情況和電纜每天每月的平均溫度數(shù)據(jù)等。溫度傳感器具有優(yōu)良的熱傳導、機械化等特性，既能傳遞溫度信號，又是信號的傳輸通道，能夠得

9、到光纜內不同位置光纖發(fā)射的信號，接收到溫度信息，能夠在各種復雜的環(huán)境中進行電纜溫度監(jiān)測。 </p><p>　　光信道轉換多路開關是一種控制光路的器件，起著切換光路的作用，不受外界波長等因素的影響，測量的精確度比較高，能夠與測溫的主機相連接，進行功能的切換。選擇開始通道和結束通道，并由光開關來進行自由的切換，主界面可以顯示出當前電纜的實時監(jiān)測溫度變化情況。 </p><p>　　測溫系統(tǒng)如

10、果發(fā)現(xiàn)電纜的溫度出現(xiàn)異常，那么首先會進行異常溫度數(shù)據(jù)和具體位置信息的記錄，將異常數(shù)據(jù)分析分類，及時的發(fā)出報警信息。其次通過繼電器傳輸出聲、光等報警信息，通過以太網(wǎng)傳遞出報警信息并傳送到制定的地址當中，通過COM端口及時的將報警信息傳遞到工作控制站中。在對報警信息的處理過程中能夠對電纜溫度的測量數(shù)據(jù)進行分析。 </p><p>　　分布式光纖測溫系統(tǒng)能夠及時的獲得任何復雜環(huán)境中的電纜溫度信息和變化情況。測溫系統(tǒng)能夠

11、設定一個或者多個監(jiān)測點和報警溫度點，如果環(huán)境下的電纜溫度出現(xiàn)任何異常的情況，電纜的溫度出現(xiàn)不正常的變化時，如果電纜的溫度達到設定溫度或者超過設定的溫度時，電纜的溫度曲線會在工作站的系統(tǒng)中顯示，并且測溫系統(tǒng)會隨時發(fā)出報警信息傳送到PLC上。PLC接收到各個監(jiān)測點發(fā)來的指令后，內部程序能夠根據(jù)設定的溫度數(shù)據(jù)對電纜的環(huán)境進行控制，可以打開排風系統(tǒng)，自動關閉防火門，防止火災發(fā)生蔓延，保障整個系統(tǒng)處于一種安全控操控的環(huán)境中。 </p>

12、<p>　　總結：分布式光纖電纜溫度監(jiān)測技術以先進的DTS技術為支撐，在電纜沿線鋪設探測光纜，能夠實現(xiàn)對電纜沿線每一個溫度信息的連續(xù)性監(jiān)測，實時掌握電纜的動態(tài)信息和溫度變化，對于優(yōu)化配置電纜具有重要的價值。分布式光纖電纜溫度監(jiān)測技術還能夠實現(xiàn)實時、在線監(jiān)測電纜溫度的變化，同時可以設置多個監(jiān)測點的預警信息，防止危險事故的發(fā)生。根據(jù)電纜的溫度能夠確定電纜的負荷變化情況，優(yōu)化配置電纜的負荷，有效地提高電纜的容量，提高電纜的使用效

13、率。分布式光纖電纜溫度監(jiān)測技術以智能化的控制技術完善了傳統(tǒng)技術的不足，提高了我國電纜的運行水平，降低了電纜事故的發(fā)生率。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 郝學磊，陳鵬，王鯤鵬，呂琨. 基于分布式光纖測溫的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計與應用[J]. 通信電源技術，2013，（02）：59-60. </p><