分布式光纖電力智能溫度監測系統

發表時間: 2022-05-26 09:41:07

作者: 福州英諾電子科技有限公司


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近年來,由于城市發展的步伐不斷加快,土地資源越來越緊缺,電力電纜因其安全可靠、節省土地等優點而得到廣泛運用。電力電纜已經成為現代化城市電網的重要組成部分,為電網的安全運行提供重要保障,特別是對于特大型城市,電力電纜已成為城市主要供電手段。但電力電纜因其敷設于地下、運行環境惡劣,除去線路外力破壞導致故障外,高壓電纜線路故障部位90%以上發生在中間接頭處,而中間接頭故障常伴隨炸裂現場,但中間接頭大多埋于地下,無法采用肉眼直觀判斷,然而現有的監測裝置檢測不準確,無法準確確定故障點,影響了線路搶修復電時間。


一根或兩根測溫光纖就能實現波動管溫度的實時連續測量,有效監測整條波動管溫度分層現象;光纖傳感器抗電磁干擾、小型化、不帶電、本質安全;采用耐輻照耐高溫特種光纖,在核電廠應用具有較高的可靠性;校準了光纖傳感器在輻照場中的測溫誤差,有效提高了測量精度。


智能電網屬于電力系統,其中包括發電廠、高壓電網、變電站、配電站等,具體的有發電機、變壓器、電力電纜、開關等電力設備。這些設備通常在高電壓、強電場、熱負荷等環境下工作,且工作環境無人值守也無人為監控。電網作為工程基礎設施系統,涉及千家萬戶的用電需求,電力設施設備的運行溫度是保障電網安全運行的一個重要因素。無論是電力電纜、變壓器還是其他電氣設備,作為電力系統的重要環節都可能因為一些電路問題或者外界因素而導致局部過熱或者產生電弧火花而導致火災從而造成巨大的經濟損失。因此為了避免這樣的惡性事件,急需對電力設備進行全方位的溫度監測。

目前傳統的溫度探測器均采用點探測工作方式,這樣的工作方式不僅不適合強電磁的工作環境,并且對于長距離多點探測有著相當大的困難。針對傳統探測方式的不足,近年來出現的分布式光纖測溫方式結合后向拉曼散射效應和光時域分析(OTDR)技術利用傳感光纖實現對溫度場的一個分布式測量,與傳統的溫度測量方式相比,分布式光纖測溫傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾、長距離多點探測等優點,因此可以廣泛地應用在電力系統,軌道交通、煤礦巷道以及大型建筑的溫度監控和火災報警當中。


分布式光纖溫度傳感技術主要利用了光學非線性效應中拉曼散射光信號的強度與溫度的相關性,通過對光纖不同位置處激發產生的拉曼散射光信號進行探測與強度分析進而實現光纖不同位置處溫度的測量。分布式光纖溫度傳感技術中的光纖即是傳感器也是信息傳輸媒介,該技術具有傳感器結構靈活、分布連續、監測距離長、工作溫度高等特點,因此在消防與火災預警、油井勘測等領域具有廣泛應用前景。

分布式光纖測溫系統實時監測測溫光纖沿線的溫度分布數據,還可以根據歷史的溫度分布數據預測未來某個時間節點測溫光纖沿線某位置節點的溫度預測值,從而對未來的風險做到提前預知、提前防范;可有效避免大部分電纜溫度異常導致的事故;另外,不僅支持手動設置監測時間節點和位置節點,還提供時間節點和位置節點的自適應調節模式,系統可根據實時監測的溫度數據波動和分布情況來自動調節時間節點和位置節點;從而在保證不漏檢的前提下最大限度地節省系統能耗,降低系統負荷。


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