AT810光纤测温装置在电力电缆上的应用及效果(图文)

论文导读：随着光纤技术的发展光纤传感技术在电力设备故障检测中的应用得到了逐步推广，其中光纤测温技术彻底解决了困扰电缆运行中过热监测的难题，可以实现对电力电缆发热敏感部位温度的准确、实时在线监测和故障预警、精确定位。
关键词：光纤测温装置，原理，应用，效果

　　一 引言
　　电缆是变电站的重要组成部分。由于电缆分布广、易燃、着火后危害大且影响相关供电单位生产，对经济造成巨大损失。因此电缆的防火历来为电力部门所重视。但是电缆事故还是频繁发生。随着光纤技术的发展光纤传感技术在电力设备故障检测中的应用得到了逐步推广，其中光纤测温技术彻底解决了困扰电缆运行中过热监测的难题，可以实现对电力电缆发热敏感部位温度的准确、实时在线监测和故障预警、精确定位。
　　二 系统简介
　　AT810分布式光纤温度传感器系统是集光、机、电、计算机、光纤光缆和弱信号检测等技术为一体的高科技产品，主要依据激光耦合到光纤中，利用光纤的光时域反射（OTDR ）和光纤的背向喇曼散射温度效应。将感温光缆敷设于待测空间，可连续测量、准确定位整条光纤或光缆所处空间的温度，还具有不带电、抗射濒和电磁干扰、抗腐蚀、耐高温和使用寿命长等优点。
　　本系统主要由测温主机、应用软件、感温光缆及其他周边设备配置而成，对电缆桥架、电缆夹层、温油罐和变压器等设备的温度进行连续线型实时在线监测，在被监测设备发生火灾前即发出预警，使用户及时采取措施，排除隐患。整套监测系统通过其测温控制主机通讯接口或干接点继电器端子与火灾报警主控制器相连，并向其提供火灾报警区的报警信息及运行和故障信号。
　　三 光纤测温原理
　　激光脉冲在光纤中传输时，由于激光和光纤分子的相互物理作用，会产生三种散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射，其光谱分布如下图所示：
　　
　　其中拉曼散射仅对温度敏感，因此最适合用来测量温度。AT810 光纤测温主机就是采用拉曼散射（RAMAN）和OTDR 技术研发的分布式光纤温度探测处理器（DTS），其工作原理如下：
　　
　　1、激光器发出一束激光，通过耦合器调制后射入感温光纤中；
　　2、光纤中反射回的拉曼散射光通过光谱分离模块分解成不同波长的Stokes散射光和Antistokes 散射光。其中Stokes 散射光的强度与温度弱相关；而Antistokes散射光的强度与温度强相关；
　　3、通过对两束光信号进行处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线；
　　4、利用光时域反射技术（OTDR），通过计算光波的传输速度和回波时间实现对所有温度点的定位；
　　四 AT810光纤测温预警系统在电缆线路中的应用
　　 AT810光纤测温预警系统硬件组成如下:
　　
　　应用中把特制的感温光缆铺设在待测电缆上方，让二者紧密接触。为提高监测的精度，以准确地获得被测电缆上各点的温度情况，须将传感光缆梆扎在电缆上。
　　下图为“分区温度显示”界面：
　　
　　每个分区为一回电缆馈线，分区温度显示的是分区内所有温度里的最高值。
　　双击分区温度画面上的分获图块即可打开分区的实时曲线图：
　　
　　从中可以清楚地看到当时整条电缆的温度分布情况。
　　五 应用效果
　　目前光纤测温系统已经全面应用在我变电站电缆回路中，在运行中曾多次对过热点准确报警，使事故隐患得到及时消除并能够在电缆突发性故障中准确判断出故障位置，大大节省了故障处理时间，使故障线路迅速恢复供电。下图为某馈线电缆绝缘击穿发生单相接地事故时的温度曲线：
　　
　　通过曲线可以判断出故障发生在250米。
　　六 应用注意事项
　　1、输入电流为交流220伏市电；
　　2、严禁带电插拔光纤测温主机与报警输出箱之间的连接线；
　　3、主机光缆输入接头要保持清洁，平时用端盖保护；当与监测机连接时，端部要用无水酒精清洗干净后可靠连接。发表论文。
　　4、系统在工作时，禁止观察传感光缆尾端、连接处或者光缆的损坏处，激光会损害眼睛；
　　5、传感光缆最小弯曲半径不小于５cm，不能用硬或锐利物体挤、压和冲击传感光缆，并应远离热源；
　　6、由于上位监控系统后台服务程序启动需要一段时间（约2分钟），当上位监控软件打开时可能会提示无法连接，等待两三分钟后按F5刷新屏幕即可；
　　7、在光纤测温系统刚刚启动的几分钟里，上位机监控画面上的温度可能是不准确的，这是因为光纤测温系统主机内的恒温槽还没有达到稳定的工作状态，其预热的时间大约需30分钟；
　　8、历史温度曲线查看时，选择的时间段长不要超过4 小时，不然系统查询数据会很慢；
　　9、系统投入正常运行后要定期（至少一年一次）对系统功能进行测试，以测试和检验系统的火灾探测和报警能力。发表论文。
　　七 结束语
　　通过我变电站的实运行经验表明光纤测温预警系统不仅能够得到电缆的实时温度分布，及时发现薄弱环节，还能超温报警、升温速率报警及准确判断故障地点。使运行人员能及时了解运行情况、消除故障隐患，防止恶性事故的发生。因此光纤测温预警系统是一种理想的电缆过热监控系统，不仅可广泛应用于发电厂和变电站的电缆过热监控中，也可以应用于地铁、船舶、石油平台、银行和大型图书馆等重要场合的电缆过热监控中。