新型光纤光栅电力测温系统

来源：作者：发布日期：2008-1-21 18:31:02

关键词: 电力光纤测温

电力设备过温监测预警系统:

据统计，供变电故障主要出现在以下几方面：

•电厂及变电站中高压开关柜的三相电路温度及刀闸温度异常。

•电厂和变电站的高压电缆、电缆端头、中间头的温度异常。

•电厂中发电机组及汽轮机等大型机械的轴温温度异常。

传统的光纤传感器绝大部分都是“光强型”和“干涉型”的，前者的信息读取是测量光强大小，因此光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素会影响测量精度，典型产品有基于OTDR技术的分布式光纤测温系统；后者的信息读取是观察干涉条纹的变化，这就要求干涉条纹清晰，而干涉条纹清晰就要求两路干涉光的光强相等，使光纤光路的灵活和连接的方便等优点将大打折扣，而且它是一种“过程传感器”而不是“状态传感器”必须要有一个“固定参考点”，这样就给光纤传感器的应用带来了难度，典型产品有加拿大FISO公司基于Fabry-Pérot干涉仪技术的光纤温度、应力变形测试仪。

北京品傲光电科技有限公司所开发的光纤光栅（FiberBraggGrating）传感技术是上世纪末期开始发展并得到国内外广泛应用的一种世界上最先进的光纤数码传感技术。其实现原理是：直接在石英单模光纤上制作多个光栅，封装保护后形成光纤传感链，可高精度地同时测量温度、应变、压力、位移等多种物理量。由于光纤传感链中传感器和传输线是合一的，均为石英单模光纤，唯一的区别在于传感器是石英单模光纤中经过加工、处理、封装、保护的局部一段长度（一般为10mm左右）。所以，光纤光栅传感技术最主要的优点就在于现场不供电，免受雷击损坏和电磁干扰；此外，由于光纤光栅温度在线监测仪采用并行光谱探测技术，系统中所有感温探头的单次同步扫描时间小于一秒钟，加之感温探头的快速导热封装，使得开关柜及电缆接头温度监测系统能够在事故隐患产生时提前预警，有效避免事故的发生。

u技术先进：不是简单地使用光纤直接进行量测，而是采用世界上最先进的光纤数码传感技术，在石英光纤上制作多个光栅，封装保护后形成光纤传感链，具有极高分辨率

u产品可靠：在国内外各领域大量重大工程中成功应用，有众多用户使用报告

u完善的产品认证：通过中国计量科学研究院、国家消防电子产品质量监督检验中心、中国电力科学院、石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心等国家权威机构认证

u全光型：光纤探测并直接进行信号传输，现场不需供电，不受电磁干扰，不受雷击

u高精度：在所有类型光纤传感器中具有最高的测量精度，指标优于传统的测温传感器

u事前预警：可在1秒钟内完成上万个监测点的数据采集，在设备过热、火灾发生前预警

u无零漂：绝对量测量。光源衰减和线路损耗不影响测量精度，无需现场率定

u布线简洁：支持线形、多级星形及混合方式组网，施工快捷。避免了光纤缠绕、迂回方式布线引入的污闪、爬电及高压侵入等隐患

u不降低被监测设备的安全等级：感温探头和传输光纤高绝缘、高耐压、防爬电、阻燃

光纤光栅感温探测系统主要由光纤光栅温度在线监测仪、光纤光栅测温计、光纤组成。

其基本原理是利用光纤光栅测温计内部敏感元件——光纤光栅反射的光学频谱对温度的敏感特性，通过光纤光栅温度在线监测仪内部各功能模块完成对光纤光栅测温计的输入光源激励/输出光学频谱分析和物理量换算，以数字方式给出各监测点的温度信息，并根据预先设定的报警温度设定值和报警温升速率实时给出过热预警和火灾报警信号。　

【火灾自动报警】

光纤光栅火灾自动报警系统自动对光纤光栅测温计所在区域进行实时温度巡检，检测现场温度的异常波动，在火灾发生前及时报警。

【监测点定位】

光纤光栅火灾自动报警系统的液晶显示屏以电子地图方式实时显示各电力设备及相应温度监测点的编号和当前温度值以及实际地理位置。方面管理人员操作和维护。

【状态查询】

各个监测点的温度和报警信息都保存到光纤光栅温度在线监测仪的大容量储存器，系统按照时间将数据分为历史信息、实时信息，并且管理操作人员可以根据不同的时期动态调整监测点的实时状态监测时间间隔，满足实际要求。

管理操作人员可查看各监测点的历史温度变化曲线，为决策和维护提供数据支持。

【报警设定】

管理操作人员可对光纤光栅温度在线监测仪的报警触发条件进行设定，以适用不同季节气温条件下电力设备实际运行温度的差异。

系统出厂设定的报警触发条件为：

温度超过75℃

温升速率超过8℃／min