分布式光纤在线温度监测系统

发表时间: 2020-10-09 14:51:30

作者: 福州英诺

来源: 分布式光纤在线温度监测系统


随着城市建设的不断发展,城市电网建设和改造中已将电力电缆在送电及配电线路在输电线路中的大量的使用,使得电缆线路也在不断增多,电力电缆线路在运行中发生故障的情况也越来越多。因此,我们要对有可能导致输电电路电力电缆故障的所有因素进行仔细分析,保证输电电路电力电缆运行的安全可靠。分布式光纤在线温度监测系统就是专门为杜绝电力电缆接头处由于温度过高而引起火灾事故而设计的,通过分布式光纤在线温度监测系统可以快速、准确的将电力电缆的温度传送到主控制室内,如果监测点的温度超过预警值,系统就会立即发出警报,便于及时处理。


分布式光纤在线温度监测系统的工作原理


电力电缆在电力配电系统中有着非常重要的作用,对于电力负荷的安全稳定有着直接的影响。据有关数据统计,电力电缆出现故障的主要原因是由电缆线及其附件的绝缘性导致的,当电力电缆本体在复杂环境中敷设时,电缆本体中的电场分布以及电流引起的热场发生变形,影响绝缘密度和强度,导致电力电缆局部过热而引发火灾。因此需要对电力电缆进行连续不间断的监视和统计分析,及时了解电缆接头的状况,以便结合实际情况提出维修处理方案。本文以分布式光纤在线温度监测系统主要研究对象,分布式光纤在线温度监测系统的主要工作原理是基于光纤中的自发拉曼(Raman)散射温度效应,采用 OTDR 技术的分布式光纤传感技术来实现分布式温度测量。其机理就是依据后向拉曼(Raman)散射光谱的温度效应。



分布式光纤在线温度监测系统的组成


主要由光纤传感器、光纤温度信息采集装置以及信号处理器三大部分组成。光纤传感器使用光信号作为敏感信息的载体,以光纤为媒介进行传播。具有电绝缘性能好、抗磁干扰能力强、精确度高以及可以实现远距离监测等优势。根据光纤传感器的工作原理,触发同步控制单元促使光发射机产生电流脉冲信号,该信号可以驱动半导体激光器产生功率更大的光脉冲信号,并将其注入激光器的尾纤中,从激光器尾纤中输出的光脉冲信号经过光路耦合器后进入传感光纤。激光在光纤中会发生散射,此时携带有温度信息的拉曼(Raman)后向散射光回到光路耦合器,光路耦合器不仅能够将发射的光信号直接耦合至传感光纤,而且还可以将散射回来的不同于发射波长的拉曼(Raman)的散射光耦合至分光器。分光器主要由两个不同中心波长的光滤波器组成,通过分光器可以准确的滤出斯托克斯光(Stokes) 和反斯托克斯光(AntiStokes),这两路光信号通过接收机进行光电转换和放大,然后再经过数据采集单元对其进行数据采样,将光信号转换为数字量,并经过进一步的信号处理,以便于后期的温度计算。整个系统的温度处理和图形显示软件都是预装在计算机内部的。


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