分布式光纖測溫系統(tǒng)用于電力電纜的溫度在線監(jiān)測

      2019年8月22日 分類:行業(yè)資訊

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      隨著我國城市化建設的逐步推進,大量基礎設施如電力電纜、油氣管線、橋梁隧道、大型建筑和城市綜合管廊等的數(shù)量快速增加,隨之帶來的消防安全問題也備受人們關注。特別是我國電力網(wǎng)絡規(guī)模的迅速擴大,對電力電纜溫度的監(jiān)測水平亟需繼續(xù)提高。對電力電纜進行實時分布式溫度監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)局部溫度異常位置,分析線路的絕緣問題,從而預防電纜火災的發(fā)生,保障電纜持續(xù)安全運行。此外還可為測算穩(wěn)態(tài)載流量提供輔助。目前常用的電力電纜測溫手段有感溫電纜,點式溫度傳感器和紅外測溫等。與傳統(tǒng)手段相比,分布式光纖測溫技術具有檢測距離長、抗電磁干擾、外形可變、本質(zhì)安全、安裝簡便和可長期使用等優(yōu)點,成為電力電纜測溫的發(fā)展趨勢。

      針對分布式光纖測溫技術的測量距離和空間分辨率的問題,光纖測溫系統(tǒng)基于拉曼散射效應的時分復用分布式光纖測溫系統(tǒng)用于電力電纜的溫度在線監(jiān)測,通過時分復用數(shù)據(jù)融合,實現(xiàn)了延長傳感距離和提高空間分辨率,可對電力電纜進行分區(qū)監(jiān)測。組建分布式光纖傳感網(wǎng)絡,應用于電力電纜溫度檢測方面有實際應用。

      分布式光纖測溫原理,包括光纖散射原理和光時域反射定位技術,設計了基于拉曼散射效應的時分復用分布式光纖測溫方案,對脈沖激光器,波分復用器,雪崩光電放大器等關鍵器件進行了分析研究,進行了器件選型設計,以微處理器為核心的嵌入式硬件,通過協(xié)議與上位機通信,并實現(xiàn)了在上位機的控制下進行參考溫度采集和光纖通道切換; 采用平臺開發(fā)了上位機軟件,實現(xiàn)了測量通道切換控制、散射信號的采集、信號的小波降噪算法處理、實時動態(tài)溫度曲線的繪制、溫度數(shù)據(jù)庫的建立等功能;
      最后對DTS系統(tǒng)進行了測試并完成樣機的集成化,達到的性能參數(shù)為:溫度測量范圍為-25℃到 200℃,測溫精度為±1℃,單通道定位精度為±1m,單通道測量范圍為10km。通過時分復用數(shù)據(jù)擬合,提高了測量距離,使系統(tǒng)可以適應更復雜工況。進行了電力電纜溫度場仿真實驗和電纜故障 DTS檢測模擬實驗,結(jié)果表明樣機滿足電力電纜故障監(jiān)測的需求。

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