光纖光柵測溫系統(tǒng)在電力電纜溫度在線監(jiān)測中的應用

開發(fā)高壓超高壓電力電纜光纖光柵溫度傳感器系統(tǒng),提出光纖光柵傳感機理,建立優(yōu)化設計框架。通過光纖光柵溫度傳感器封裝結構優(yōu)化設計,提出片式封裝結構;通過線性度優(yōu)化設計,提出用鋁板作為封裝基底材料;通過外界應力場影響補償優(yōu)化設計,提出采用40mm×10mm(長×寬)的小尺寸封裝方法。進行光纖光柵溫度傳感器水域實驗和光纖光柵測溫系統(tǒng)對比實驗,討論系統(tǒng)的性能和可行性。并將光纖光柵溫度實時在線監(jiān)控系統(tǒng)應用于實際工程項目,分辨率達0.1℃,精確度達±0.5℃,測溫范圍可達-30～200℃。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和城市化水平的提高,電力電纜使用的廣泛、安全、方便、環(huán)保的作用越來越受到人們的重視。由于電力電纜多敷設環(huán)境隱蔽,距離較長,運行中絕緣隱患不容易發(fā)現(xiàn),從而發(fā)展為故障或事故。因此應加強電力電纜在運行中的實時監(jiān)測,及時判斷電纜的運行狀況有效預診斷告警,防止故障性災難的發(fā)生,聯(lián)合使用分布式光纖測溫裝置,快速定位故障點,減少設備停運時間,降低維護成本、減少經濟損失。

電力電纜作為電力系統(tǒng)最基礎的單元,其運行溫度制約著整個配電系統(tǒng)的安全運行。文章通過對比各種廣泛應用的電纜溫度檢測方法,引入了一種基于拉曼散射光時域反射的分布式光纖在線監(jiān)測電纜溫度系統(tǒng),應用dsp和fpga技術設計了高速信號采集和處理單元,并簡要介紹了系統(tǒng)的基本原理、組成結構和主要特性。檢測結果表明,系統(tǒng)測溫精度較高,可以達到±1℃范圍之內,能夠實現(xiàn)對電纜的實時監(jiān)測。

運用分布式光纖測溫技術原理設計電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，并簡單介紹該技術的實際運用效果，為預防電纜火災事故提供技術支撐，

通過對各種己經廣泛應用的電纜溫度檢測方法的性能比較討論,引出了一種以光頻域反射(ofdr)為基本原理設計而成的分布式光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),并簡要介紹了該系統(tǒng)的基本原理和特性。還介紹了將此系統(tǒng)應用在220kv上海長江隧橋-隧道工程中的具體布置、光纖鋪設、如何實現(xiàn)等問題。此系統(tǒng)配合軟件設置可以完成人工設置,實現(xiàn)溫度報警功能。工程實踐證明,此系統(tǒng)可以有效監(jiān)測高壓電纜實時溫度,為分析電纜是否出現(xiàn)故障提供有效的參考數(shù)據(jù),在一定程度上避免由于電纜絕緣降低而造成的火災事故。

電力電纜線路運行溫度在線檢測技術是目前及時發(fā)現(xiàn)電力電纜線路局部過熱點位置、檢測運行線路的絕緣狀態(tài)和計算導體載流量的首選技術措施。分布式光纖拉曼測溫技術是利用激光在光纖中的傳播特性,實現(xiàn)實時測量空間溫度場分布的新技術,可以對光纖沿線的溫度場進行分布式的連續(xù)檢測。介紹了光纖拉曼傳感技術的測溫原理,以及基于此技術的電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)在實際中的應用,獲得了一些仿真結果,并同傳統(tǒng)的測溫技術進行了詳細的比較,說明分布式光纖拉曼測溫系統(tǒng)應用于電力電纜在線監(jiān)測的優(yōu)勢,適合于推廣使用。

介紹了電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀,光纖光柵測溫系統(tǒng)的工作原理、主要技術指標及基于光纖光柵測溫傳感器的電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)在包鋼的應用情況。

分布式光纖測溫技術在線監(jiān)測電纜溫度 彭　超1,2,趙健康2,苗付貴2 (1.華中科技大學電子與信息工程系,武漢430074;2.國網武漢高壓研究院,武漢430074) 摘　要:為探討分布式光纖測溫技術應用于高壓電纜溫度在線監(jiān)測的前景,簡要介紹了該技術的基本原理和特 點。將分布式光纖測溫儀器裝在220kv高壓電纜上進行的2個月現(xiàn)場試驗中,考察了儀器的測溫精度、定位精 度、響應時間及運行可靠性等性能,試驗結果說明該技術溫度誤差小、定位精度高、響應時間短、運行可靠且能實現(xiàn) 長距離大范圍測溫,可有效應用于電纜的溫度在線監(jiān)測,為電纜載流量的確定提供有效的參考數(shù)據(jù),并可有效避免 電纜火災事故。最后在10kv的電纜的工頻逐級擊穿試驗中探討用該技術于在線監(jiān)測電纜絕緣的可能性,試驗結 果說明該技術為電纜絕緣在線檢測提供了一種新的思路和

為探討分布式光纖測溫技術應用于高壓電纜溫度在線監(jiān)測的前景,簡要介紹了該技術的基本原理和特點。將分布式光纖測溫儀器裝在220kv高壓電纜上進行的2個月現(xiàn)場試驗中,考察了儀器的測溫精度、定位精度、響應時間及運行可靠性等性能,試驗結果說明該技術溫度誤差小、定位精度高、響應時間短、運行可靠且能實現(xiàn)長距離大范圍測溫,可有效應用于電纜的溫度在線監(jiān)測,為電纜載流量的確定提供有效的參考數(shù)據(jù),并可有效避免電纜火災事故。最后在10kv的電纜的工頻逐級擊穿試驗中探討用該技術于在線監(jiān)測電纜絕緣的可能性,試驗結果說明該技術為電纜絕緣在線檢測提供了一種新的思路和手段。

文章首先討論了高壓開關柜溫度監(jiān)測的意義及現(xiàn)有的幾種測溫方法,通過對幾種測溫方法的比較,介紹了光纖光柵測溫法應用于開關柜測溫的優(yōu)勢。文章設計了基于光纖布拉格光柵的開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),闡釋了感知層、傳輸層和監(jiān)控層3層系統(tǒng)結構,給出了光纖布拉格光柵的布設方式,最后設計了監(jiān)控軟件功能,并對需要解決的關鍵問題進行了研究。

采用光纖光柵作為溫度傳感器,利用全息體相位光柵衍射解調方法設計了高壓開關柜內關鍵節(jié)點溫度的在線監(jiān)測系統(tǒng)。對利用聚酰亞胺材料封裝的光纖光柵的溫度響應特性進行了實驗測試,驗證了光纖光柵反射波長與溫度的良好線性關系。對高壓開關柜內接頭溫度進行了現(xiàn)場測試,獲得了良好的試驗結果。

火電廠、變電站電力電纜長期運行在高電壓、大電流環(huán)境下,接頭容易超溫過熱,引起爆炸,導致火災,建立電力電纜火災在線監(jiān)測系統(tǒng)具有一定的必要性,因此,設計了發(fā)電廠電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)現(xiàn)場子站設計采用新型數(shù)字式溫度傳感器,各電纜溫度數(shù)據(jù)最后送至上位pc機進行實時顯示、報警,實現(xiàn)了對電纜接頭溫度的監(jiān)測與預警,有效防止了火災的發(fā)生。

介紹了分布式光纖測溫技術原理,設計了基于分布式光纖測溫技術的高壓電力電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng),并進行現(xiàn)場試驗。試驗結果表明,相比熱電偶式的測溫方法,分布式光纖測溫技術可實現(xiàn)實時在線溫度監(jiān)測,試驗結果精度更高,為電網的安全運行提供了有力的保障。

動力電纜溫度監(jiān)測是可以及時發(fā)現(xiàn)電纜線路過熱點位置和檢測運行線路的絕緣狀態(tài),從而保障電纜安全穩(wěn)定運行的技術措施。針對電纜過熱事故的主要原因和特點,提出采用分布式光纖測溫技術對電纜沿線溫度進行監(jiān)測預警,給出了分布式光纖測溫系統(tǒng)的原理、組成和光纜布設方案,此系統(tǒng)對保證電力系統(tǒng)的安全運行有重要意義。

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電力行業(yè)的快速發(fā)展給人們的生活帶來便利,同時也隱藏著一些安全隱患,如電力電纜埋藏在地下,受到地下環(huán)境的影響,電纜在運行過程中很容易出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象,如果不能及時發(fā)現(xiàn)和處理,電纜很容易產生過熱擊穿現(xiàn)象,從而引發(fā)火災。這就要求對電力電纜的溫度進行實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,消除安全隱患。文中介紹一種基于zigbee技術的電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),能及時發(fā)現(xiàn)電纜的溫度過高現(xiàn)象,消除電纜過熱擊穿隱患,確保電纜安全可靠運行。

針對目前電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足,基于m-bus總線與can總線技術,采用tinyarm系列嵌入式工控模塊及msp430f122單片機,設計并實現(xiàn)了一種新型的電力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。實際運行結果表明,本系統(tǒng)具有布線簡單、安裝維護方便、智能化程度高等優(yōu)點,可實現(xiàn)全天候實時監(jiān)測,可有效預防和杜絕電纜火災事故的發(fā)生。

提出了一種新型分布式光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實現(xiàn)電纜溫度的實時在線監(jiān)測?；跓醾鲗Х匠毯瓦吔鐥l件的基礎上,采用有限元法對電纜溫度場進行了分析,為監(jiān)測電纜溫度提供了理論依據(jù)。光纖光柵本身不帶電,抗輻射和電磁干擾能力強,耐高壓和腐蝕,非常適合用做高壓電力環(huán)境中的溫度傳感器。通過光纖光柵的溫度特性實驗,在20~100℃的溫度范圍內,光纖光柵的中心波長隨溫度變化呈良好的線性,線性度達到99.8%。通過對標準的熱電偶溫度傳感器與光纖光柵溫度傳感器的對比實驗,表明該系統(tǒng)測量時間-溫度變化曲線跟隨性好,溫度差均小于1℃,符合電力電纜溫度狀態(tài)在線監(jiān)測的使用要求。

分布式光纖測溫技術中的光纖本身既是溫度傳感器又是溫度的傳輸媒介的特性,特別適用于電力系統(tǒng)的高壓電纜等高壓電氣設備溫度的在線監(jiān)測。介紹了一種分布式光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計方法,系統(tǒng)包括測溫光纖、光電監(jiān)測及信號處理電路部分和主機等硬件設施,通過在線監(jiān)測軟件實現(xiàn)了對電纜局部溫度過熱的監(jiān)測、定溫報警、溫升報警和特性曲線的顯示等功能,達到了對高壓電纜等高壓電氣設備的實時在線監(jiān)測的目的。

分布式光纖測溫系統(tǒng)在電力行業(yè)電纜溫度監(jiān)測中發(fā)揮著重要的作用。本文介紹了光纖拉曼散射測溫基本原理和基于光時域反射(otdr)定位原理。以青島供電公司二回三相4km長電纜溫度監(jiān)測工程為例,介紹了光纜的選擇、系統(tǒng)功能和監(jiān)測情況。經綜合分析,系統(tǒng)溫度精度為±1℃,距離定位精度±2m,為電纜溫度實時監(jiān)測和輸電安全提供了科學依據(jù)。

xsj-2000型電纜溫度在線監(jiān)測預警系統(tǒng) 1、引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)化產業(yè)的蓬勃發(fā)展，設備自動化管理水平的提高，電纜用量 越來越多。由于運行的電力電纜長度密度增加，其電力電纜火災事故的發(fā)生率也 相應增大。電力電纜的安全運行已經成為用電單位的重要指標。 為進一步落實“堅持預防為主，落實安全措施，確保安全生產”的要求，完 善各項反事故措施，更好地推動電力安全生產，有目標、有重點地防止電力生產 重大惡性事故的發(fā)生，國家電力公司頒布了《防止電力生產重大事故的二十五項 重點要求》（國電發(fā)[2000]589號）。原文1.1.11條款明確要求“對電纜中間頭 定期測溫”，以防止發(fā)生電纜溝重大火災事故。電力企業(yè)按照“關于貫徹落實《防 止電力生產重大事故的二十五項重點要求》的通知（發(fā)輸電發(fā)[2000]125號）” 中明確提出“為了預防電纜中間接頭爆破和防止電纜火災事故擴大，可加裝電纜

光纖光柵測溫技術以其現(xiàn)場無源、靈敏穩(wěn)定的特點,非常適用于隧道環(huán)境的火災監(jiān)測.光柵測溫系統(tǒng)目前最常用的測溫模型是通過二次曲線擬合得到,其形態(tài)固定,存在一定的誤差.文中提出基于高斯過程回歸方法的測溫模型,能夠更加恰當?shù)孛枋龉鈻胖行牟ㄩL隨溫度變化的規(guī)律,具有更高的準確度.