电缆分布式光纤测温系统

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描述

参数

　　1. 产品背景

　　现代社会一个城市正常运作离不开电的供应，而电缆是发电厂、变电站的重要组成部分。电缆分布广，又易燃，着火后危害大，且近年来电缆火灾事故频繁发生，所以电缆的防火越来越为电力部门所重视。事故分析表明，引起电缆火灾的直接原因往往是电缆接头制作质量不良、压接不紧、接触电阻过大，从而电缆接头过热导致火灾发生。因此对电缆进行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段，对电网的安全运行具有重大意义。

　　2.方案内容

　　电缆分布式光纤测温系统主要包括感温光缆、分布式光纤测温主机和监控中心三部分。第一部分为感温光缆，光缆紧贴供热电缆沟槽顶部直线铺设，通过在线监测电缆沟槽温度来实现对供热电缆沟槽泄漏的实时检测；第二部分为分布式光纤测温主机对感温光缆传回的信号转化成为对应的温度；第三部分是监控中心，负责对分布式光纤测温主机传回的数据进行实时监控，并对危险数据进行声、光报警。

图 1：电缆分布式光纤测温系统图

　　3.解决问题

　　电缆分布式光纤测温系统一旦发现所测量温度值超过标准设定报警温度上限时，或者温度变化速率超过设定值，分布式光纤温度传感系统（DTS）将直接通过通讯的方式把实时温度报警信号（声光、短信、语音、WEB页面、报警上报信息）送到监控系统及相关值班人员，并在电子地图上直观显示出泄漏点的地理位置信息，从而实现对供热电缆沟槽的全方位安全监管。还可对测量区域在长度上进行粪曲，对某些区域进行局部重点检测和分区报警。对历史数据进行记录、分析并形成数据库，可进行查询并显示或打印历史曲线。

　　4.比较优势

　　与传统传感器相比较，分布式光纤传感器传输数据量大和损耗小，在无需中继的情况下，可连续测量几十公里的电缆温度，减少了漏报误报，实现了真正的实时监控，且能对危险进行预报，大幅度降低电缆火灾事故发生的机率。光纤本身是石英材料组成的，完全的电绝缘，可抗高电压和高电流的冲击；同时光纤传感器的信号是以光信号为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。可以不带电进场，因而消除了在含可燃混合气体的区域可能造成的产生电火花的危险性，可实现现场无电检测，本质安全。且其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，通常可以服役30年。理论上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，实际已成熟的产品也证明了这一点。分布式光纤测温系统具有一下优势：

　　+ 连续分布式测量，实时可靠；

　　+ 抗电磁干扰，实现现场无电检测；

　　+ 本征防雷，可抗高电压、高电流冲击；

　　+ 测量距离远，适于远程监控；

　　+ 灵敏度高，测量精度高；

　　+ 寿命长、成本低、系统简单；

表格 1：分布式光纤测温系统与传统测温方式对比

比较内容	分布式光纤测温系统	传统测温方式
报警方式	可综合利用设置多级温度报警、温升速率、温升趋势来进行连续监测，可在任何时间准确显示任何一点的温度状态	固定温度报警点，被动等待设定的报警温度，报警往往较为延迟
事故判断	智能化的系统，准确及时判断温度变化的类型，显示事故点温度读数及位置	无附件特点装置时，不能准确确定事故点位置，只能判断大致区域，无法反应温度情况
使用及维护	长距离监测，用一根光纤即可完场，利用软件分区，系统非常简单可靠，易维护	监测长度有限，多路布线分区，系统相当复杂，故障率高，难以维护
长期使用	达到报警点后，利用软件复位，不损伤光纤，并因其材料特殊，寿命极长	报警后系统损伤，不可重复使用，以及采用的材料的原因，使其寿命较短
安全性可靠性	不受电磁干扰，综合智能判断，无误报。因其不带电，故使用于特殊危险场合	因电磁的干扰等诸多因素的缘故，经常产生误报并因其带电，不适应与特殊危险场合
安装	安装非常简单，可安装带缝隙、漫步孔、高电压、强电磁场、高温、高压强、有毒、易燃、易爆、腐蚀性环境	安装相当复杂，对被测设备容易造成损害，扩容难度大
传感器分布特性	检测点连续，可以全面检测监测对象的各点情况，检测范围大	检测点间断，只有传感器接触到的点，才能被检测，检测范围小
探头	探测光缆，不怕干扰，不怕高压，没有击穿、烧毁等担心	电子传感器，有电路通道，极易受电磁干扰，对于高压设备的绝缘要求特别高，检修维护难度很大
检测信号输出	光信号，不受电力设备的电磁干扰	弱点信号，极易受到电磁干扰
信号通道	光信号，探头与信号通道一体，不怕干扰，不怕高压	电路，对与高压设备的绝缘要求特别高，检修维护很难
信号处理技术	检测：光电技术；传输：光信号；处理：高速数字技术	检测：模拟信号；传输：弱点信号；处理：数字信号
系统可靠性	高，取决于主机	低，受探头、信号传输通道、主机等全部设备影响
其他特点	不带电，抗射频和电磁干扰、防燃、防爆、防腐蚀、耐高压和强电磁场、耐辐射、能在各种有害环境中工作	技术落后