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分布式光纤测温应用锂电池仓库和公路隧道火灾报警

公路隧道为什么要进行温度监控和火灾预警报警监测

随着我国高速公路网的不断完善,新建的高速公路逐步向崇山峻岭地区迈进,导致公路隧道的建设规模越来越大。随着高速公路隧道所面临的围岩类型、地形地貌等条件越来越复杂,且长隧道、特长隧道所占比例越来越高,高速公路隧道安全运营面临严峻的挑战,隧道内发生火灾的几率增大。在隧道运营过程中,若不能对隧道火灾进行实时有效的监测,一旦发生火灾,不能及时扑灭、救援,将导致严重的人员伤亡和财产损失。因此,针对运营隧道火灾监测中一系列的技术问题开展深入系统的研究工作,是我国公路隧道运营方面的重大课题。 分布式光纤温度传感器是先进的温度传感器,利用拉曼散射效应和OTDR技术实现对敏感光纤所处温度场的分布式测量,具有灵敏度高、抗电磁干扰、本质安全、重量轻、寿命长、可靠性高等优点,可以广泛应用于电力电缆、地铁隧道、煤矿巷道、石油储罐、大型建筑结构的温度监控和火灾报警。

目前,在公路隧道火灾监测方面,常用的监测手段主要是视频监测法,即利用摄像头及视频管理系统对隧道内火灾情况进行实时监测。由于摄像头存在一定的监测盲区,加之隧道内为封闭空间,内部空气质量较差,能见度较低,导致视频监测误差较大、监测盲区较大。可见,现有公路隧道火灾监测技术由于其自身的技术缺陷,已严重制约了公路隧道运营技术的进一步发展。

锂电池为什么要进行测温

随着风能、水能、核能等新兴清洁能源的开发,与之相配套的储能技术也得到了大力发展,锂离子电池集装箱储能站因为具有能量密度大、输出功率高、使用寿命长、环境友好、适用范围广等优点而广泛应用于电力储能领域。锂离子电池储能集装箱虽具有上述优点,但其内部的锂离子电池若处于热滥用情况,容易引发电池内部的热量异常集聚,表面温度升高,进而触发锂离子电池热失控,发生爆炸、起火等危险情况。鉴于锂离子电池储能集装箱内部锂离子电池紧密排布、能量密度较大的特点,若个别电池出现热失控现象,极易引发临近电池受热,进而出现热失控传播的危险情况,导致整个储能集装箱发生火灾,造成巨大的经济损失。因此,安全可靠的电化学储能站预制舱内温度监控技术对于电化学储能站的安全使用,扩大应用范围具有重大意义。

目前以手机为代表的各类消费电子、移动电源、新能源汽车等都采用了锂电池装置,随着使用量的不断上升,生产电池的厂家也日益兴起,与此同时锂电池仓库着火、锂电池仓库爆炸的事故也频频发生。锂电池在生产的过程中化成和分容后均需要批量的周转与储存,此过程中锂电池尚未生产完成,锂电池的状态及其不稳定,容易发生内部短路或漏液问题,最终导致锂电池的局部温度升高现象,如若发现不及时会造成火灾或爆炸的事故发生。而在传统的锂电池仓库管理过程中疏于对电池温度的监测及管理,有些厂家则使用较为普通的消防类的烟感、温感传感设备进行较为粗劣的检测,普通温感传感器在前期温度上升阶段无法获取温度信息,当达到70℃以上时才发出报警信息,烟感传感器则在发生烟雾时才发出告警信息,此种设备无法达到前期预防火灾发生的目的。而一些使用无线测温的方式比如433MHz、zigbee、lora等由于电池仓储点位数量众多,最终将产生严重的同频干扰和临频干扰,导致无线监测设备通信失败。分时发送的传感点延时非常严重,使电池仓储的温度无法准确实时监测。因此,提供一种基于分布式光纤测温的电池仓储温度监测系统技术,发现其存储的锂电池温度变化状态及温升严重的周转锂电池显得十分重要,可有效降低火灾及爆炸事件的发生,发现问题及时治理,以确保电池仓库的安全和人们生命财产安全。

目前,专门针对电化学储能站的温度监控技术研究并不多,目前投入使用的电化学储能站内部温度监控多采用传统的热电偶测温或者红外测温技术。热电偶测温精度较高,基本可靠,但是单个热电偶测温面积太小,应用于较大空间内时必须逐点布设,且仍然不能满足大空间多点测温的要求。红外测温也具有测温面积较小的问题,且测温精度较低,不能很好地满足实际工程需求。
分布式光纤测温系统所采用的技术有别于传统测温方式测温面积较小的局限性,具有长达数十千米的测温长度,同时能够保证满足需求的测温精度,且本身材质安全可靠,更适用于锂离子电池电化学储能站的温度监控。

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