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隨著我國城市化建設的逐步推進,大量基礎設施如電力電纜、油氣管線、橋梁隧道、大型建築和城市綜合管廊等的數量快速增加,隨之帶來的消防安全問題也備受人們關注。特別是我國電力網絡規模的迅速擴大,對電力電纜溫度的監測水平亟需繼續提高。對電力電纜進行實時分布式溫度監測,可以及時發現局部溫度異常位置,分析線路的絕緣問題,從而預防電纜火災的發生,保障電纜持續安全運行。此外還可為測算穩態載流量提供輔助。目前常用的電力電纜測溫手段有感溫電纜,點式溫度傳感器和紅外測溫等。與傳統手段相比,分布式光縴測溫技術具有檢測距離長、抗電磁干擾、外形可變、本質安全、安裝簡便和可長期使用等優點,成為電力電纜測溫的發展趨勢。

電力光縴測溫

針對分布式光縴測溫技術的測量距離和空間分辨率的問題,光縴測溫系統基于拉曼散射效應的時分復用分布式光縴測溫系統用于電力電纜的溫度在線監測,通過時分復用數據融合,實現了延長傳感距離和提高空間分辨率,可對電力電纜進行分區監測。組建分布式光縴傳感網絡,應用于電力電纜溫度檢測方面有實際應用。

分布式光縴測溫原理,包括光縴散射原理和光時域反射定位技術,設計了基于拉曼散射效應的時分復用分布式光縴測溫方案,對脈沖激光器,波分復用器,雪崩光電放大器等關鍵器件進行了分析研究,進行了器件選型設計,以微處理器為核心的嵌入式硬件,通過協議與上位機通信,並實現了在上位機的控制下進行參考溫度采集和光縴通道切換; 采用平台開發了上位機軟件,實現了測量通道切換控制、散射信號的采集、信號的小波降噪算法處理、實時動態溫度曲線的繪制、溫度數據庫的建立等功能;
最後對DTS系統進行了測試並完成樣機的集成化,達到的性能參數為︰溫度測量範圍為-25℃到 200℃,測溫精度為±1℃,單通道定位精度為±1m,單通道測量範圍為10km。通過時分復用數據擬合,提高了測量距離,使系統可以適應更復雜工況。進行了電力電纜溫度場仿真實驗和電纜故障 DTS檢測模擬實驗,結果表明樣機滿足電力電纜故障監測的需求。

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