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分布式光纤测温系统用于电力电缆的温度在线监测

随着我国城市化建设的逐步推进,大量基础设施如电力电缆、油气管线、桥梁隧道、大型建筑和城市综合管廊等的数量快速增加,随之带来的消防安全问题也备受人们关注。特别是我国电力网络规模的迅速扩大,对电力电缆温度的监测水平亟需继续提高。对电力电缆进行实时分布式温度监测,可以及时发现局部温度异常位置,分析线路的绝缘问题,从而预防电缆火灾的发生,保障电缆持续安全运行。此外还可为测算稳态载流量提供辅助。目前常用的电力电缆测温手段有感温电缆,点式温度传感器和红外测温等。与传统手段相比,分布式光纤测温技术具有检测距离长、抗电磁干扰、外形可变、本质安全、安装简便和可长期使用等优点,成为电力电缆测温的发展趋势。

电力光纤测温

针对分布式光纤测温技术的测量距离和空间分辨率的问题,光纤测温系统基于拉曼散射效应的时分复用分布式光纤测温系统用于电力电缆的温度在线监测,通过时分复用数据融合,实现了延长传感距离和提高空间分辨率,可对电力电缆进行分区监测。组建分布式光纤传感网络,应用于电力电缆温度检测方面有实际应用。

分布式光纤测温原理,包括光纤散射原理和光时域反射定位技术,设计了基于拉曼散射效应的时分复用分布式光纤测温方案,对脉冲激光器,波分复用器,雪崩光电放大器等关键器件进行了分析研究,进行了器件选型设计,以微处理器为核心的嵌入式硬件,通过协议与上位机通信,并实现了在上位机的控制下进行参考温度采集和光纤通道切换; 采用平台开发了上位机App,实现了测量通道切换控制、散射信号的采集、信号的小波降噪算法处理、实时动态温度曲线的绘制、温度数据库的建立等功能;
最后对DTS系统进行了测试并完成样机的集成化,达到的性能参数为:温度测量范围为-25℃到 200℃,测温精度为±1℃,单通道定位精度为±1m,单通道测量范围为10km。通过时分复用数据拟合,提高了测量距离,使系统可以适应更复杂工况。进行了电力电缆温度场仿真实验和电缆故障 DTS检测模拟实验,结果表明样机满足电力电缆故障监测的需求。

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光纤联系

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