智能光纤测温技术在电缆温度监测中的应用

时间:2022-09-27 06:50:23

智能光纤测温技术在电缆温度监测中的应用

[摘 要]运用分布式光纤测温技术原理设计电缆温度监测系统,并简单介绍该技术的实际运用效果,为预防电缆火灾事故提供技术支撑,

[关键词]分布式光纤测温技术;电缆温度;实时监测;光纤传感

中图分类号:TP109 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0278-01

随着电网的飞速发展和城网改造进程的加快,电缆在电网中所占的比例显著的升高,而电缆的火灾事故发生的频率也在不断的升高。传统的电缆防火方法是在电缆的部分加装防火槽盒等,但这些方式十分的被动,且效果不是很明显,无法对电缆温度的情况进行及时的了解,在预防火灾事故上效果不佳。因此为了有效地预防电缆火灾事故的发生,需要设计出一种智能的光纤测温系统,对电缆的温度进行实时的监测。分布式光纤测温技术是目前电缆测温效果比较好的一项技术,在我国得到了广阔的应用前景。

一、分布式光纤测温技术概述

分布式光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术,能够实时监测空间温度场,在工业过程控制中广泛应用的一种新型的智能化的电缆温度监测技术。分布式光纤测温技术在电缆温度测量中可以实现对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量,在1-30千米范围内都可以实现对电缆温度的实时测量,空间定位精确到0.5米以内,温度分辨率高达0.5℃,能够实现对电缆温度的实时、连续、自动化测量,并且在大范围多点测量中应用效果比较佳。分布式光纤测温技术主要应用光纤的光时域反射原理以及光纤的后拉曼散射温效应。分布式光纤测温技术作为一种智能化、新型的温度测量技术,具有多方面的优势和特点。分布式光纤测温技术能够实现大范围、多点的温度测量,精确度较高,能够实现自动化的测量,为电缆绝缘在线检测提供了可靠的技术支撑。

二、分布式光纤测温技术的应用

以某大学生城220KV 1、2号线电缆隧道环境监控系统为例,该系统环境为220KV 1、2号线架空线与电缆线混合的线路,电缆段在整条线路中间的一段。电缆的程度为1.7千米,整个监控系统由计算机掌握,以及编程逻辑控制器(PLC)以及分布式光纤电缆测温系统构成,对电缆的温度、隧道的积水情况、可燃性气体等电缆环境进行监测,通过计算机软件和PLC进行实时的远程监控,并对出现的情况进行分析,对电缆隧道潜在的危险进行远程报警信息。该系统主要包括计算机、光纤通讯、传感器等,由主机、多路转换开关等组成。

(一)分布式光纤测温系统的布置

整个电缆测温光缆的长度为4.2千米,将光缆两芯作为通信通道,温度信息接入到供电公司的局域网中,并配置相应的设备,具体结构如图1所示。

(二)分布式光纤测温系统的实现功能

使用PLC带485总线形式连接测温系统的主机和各路传感器,把各个测量单元,测温主机和测温控制层连接成一个完整的网络系统,实现集中的测量,报警信息集中显示,达到集中管理和控制的效果。

分布式光纤测温技术能够实现自动化、连续性、实时的监测,及时掌握控制区域内电缆的温度变化情况,并能够针对各种危险信息及时发出预警。主机放置在室内工作站,感温电缆与主机相连接,并在电缆上沿线铺设,每隔0.5米设置一个监测点,进行连续的监测,从而全面了解电缆的工作状况,并将监控点的电缆信息及时的传递到监测控制站中,显示出监控到的信息,例如报警数据、事故报警数据、电缆温度异常的情况和电缆每天每月的平均温度数据等。温度传感器具有优良的热传导、机械化等特性,既能传递温度信号,又是信号的传输通道,能够得到光缆内不同位置光纤发射的信号,接收到温度信息,能够在各种复杂的环境中进行电缆温度监测。

光信道转换多路开关是一种控制光路的器件,起着切换光路的作用,不受外界波长等因素的影响,测量的精确度比较高,能够与测温的主机相连接,进行功能的切换。选择开始通道和结束通道,并由光开关来进行自由的切换,主界面可以显示出当前电缆的实时监测温度变化情况。

测温系统如果发现电缆的温度出现异常,那么首先会进行异常温度数据和具置信息的记录,将异常数据分析分类,及时的发出报警信息。其次通过继电器传输出声、光等报警信息,通过以太网传递出报警信息并传送到制定的地址当中,通过COM端口及时的将报警信息传递到工作控制站中。在对报警信息的处理过程中能够对电缆温度的测量数据进行分析。

分布式光纤测温系统能够及时的获得任何复杂环境中的电缆温度信息和变化情况。测温系统能够设定一个或者多个监测点和报警温度点,如果环境下的电缆温度出现任何异常的情况,电缆的温度出现不正常的变化时,如果电缆的温度达到设定温度或者超过设定的温度时,电缆的温度曲线会在工作站的系统中显示,并且测温系统会随时发出报警信息传送到PLC上。PLC接收到各个监测点发来的指令后,内部程序能够根据设定的温度数据对电缆的环境进行控制,可以打开排风系统,自动关闭防火门,防止火灾发生蔓延,保障整个系统处于一种安全控操控的环境中。

总结:分布式光纤电缆温度监测技术以先进的DTS技术为支撑,在电缆沿线铺设探测光缆,能够实现对电缆沿线每一个温度信息的连续性监测,实时掌握电缆的动态信息和温度变化,对于优化配置电缆具有重要的价值。分布式光纤电缆温度监测技术还能够实现实时、在线监测电缆温度的变化,同时可以设置多个监测点的预警信息,防止危险事故的发生。根据电缆的温度能够确定电缆的负荷变化情况,优化配置电缆的负荷,有效地提高电缆的容量,提高电缆的使用效率。分布式光纤电缆温度监测技术以智能化的控制技术完善了传统技术的不足,提高了我国电缆的运行水平,降低了电缆事故的发生率。

参考文献

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