專利名稱：基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電纜是發(fā)電廠、變電站的重要組成部分。由于電纜分布廣，又易燃燒，近兩年來電纜火災(zāi)事故頻頻發(fā)生。由于電纜一般布置于地下或是豎井中，特別是在狹窄的電纜夾層和具有輻射危害的區(qū)域，潛在的缺陷和老化不易被人們發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，電纜過熱或短路極易造成火災(zāi)。但是，常規(guī)電纜火災(zāi)消防報警系統(tǒng)通常局限于點的監(jiān)測和事故后報警，缺乏有效的實時在線監(jiān)測及預(yù)警功能，效果不理想。光纖測溫技術(shù)可以為電纜火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)從點的檢測向線、面、空間監(jiān)測的發(fā)展，并能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的預(yù)警系統(tǒng)。光纖測溫系統(tǒng)工作原理光纖光柵是利用光敏特性，通過光波的變化反應(yīng)溫度變化的。如圖1所示，光纖光柵測溫系統(tǒng)開始工作時，首先由控制信號觸發(fā)寬帶激光光源，發(fā)出一個寬帶光譜，光信號傳送到各個光纖光柵溫度傳感器上，各個傳感器反射回具有自身特性的窄帶光譜。各反射的窄帶光譜再由傳導(dǎo)光纖送回光纖探測部分，再經(jīng)解調(diào)系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，放大以及A/D轉(zhuǎn)換電路處理后，送到計算機處理數(shù)據(jù)，進而得出被檢測設(shè)備的溫度情況。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)，它包括若干個埋入電纜接頭內(nèi)部的光纖溫度傳感器陣列，光纖溫度傳感器陣列通過傳輸光纖與溫度在線監(jiān)測儀相連，溫度在線監(jiān)測儀與具有顯示屏的上位機連接，上位機通過通信接口將溫度數(shù)據(jù)傳至集中監(jiān)測中心服務(wù)器，集中監(jiān)測中心服務(wù)器與載流量數(shù)據(jù)處理模塊和溫度預(yù)警模塊相連接。每個光纖溫度傳感器為分布式光纖測溫傳感器。所述溫度在線監(jiān)測儀配置有USB外掛存儲器接口和標準RS232及以太網(wǎng)計算機通
信接口。溫度預(yù)警模塊和載流量數(shù)據(jù)處理模塊均為現(xiàn)有的硬件模塊，均可在市場購買得到。本系統(tǒng)在傳統(tǒng)溫度傳感器的基礎(chǔ)上，利用光纖光柵傳感器來監(jiān)測電力電纜接頭的溫度，克服了目前電纜接頭溫度監(jiān)測難的問題。運用溫度預(yù)測技術(shù)及早對可能出現(xiàn)溫度過高的電纜異常接頭給出報警提示，從而實現(xiàn)對故障的預(yù)警功能，也便于維護人員提前采取措施。系統(tǒng)多點溫度實時在線監(jiān)測，用光纖光柵感知溫度信息，本質(zhì)安全，絕緣性能強；溫度信息通過光信號傳輸，不受電磁干擾，防潮濕；接觸式測溫，精確度高，響應(yīng)快，定位準確； 光纖傳輸溫度信號，傳輸距離長，損耗極??；系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，容易擴展。另外，監(jiān)測系統(tǒng)
3記錄保存的電纜接頭運行溫度的歷史信息，對電纜工作狀態(tài)分析和生命周期分析也具有重要的參考價值。

圖1是光纖光柵測溫原理圖；圖2是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.電纜接頭，2.光纖溫度傳感器陣列，3.傳輸光纖，4.溫度在線監(jiān)測儀， 5.上位機，6.集中監(jiān)測中心服務(wù)器，7.載流量數(shù)據(jù)處理模塊，8.溫度預(yù)警模塊。
具體實施方式
下面通過具體實例對本實用新型進行進一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，并不對其內(nèi)容進行限定。由于電纜隧道中的電纜接頭分布范圍大，長距離傳輸時，數(shù)量多，因此，利用光纖光柵的波分復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)多點的分布實時測量。為達到溫度的實時監(jiān)測目的，要將一系列傳感器預(yù)先埋入接頭內(nèi)部，以對接頭溫度進行監(jiān)測。如圖2所示，一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)，它包括若干個埋入電纜接頭1內(nèi)部的光纖溫度傳感器陣列 2，每個光纖溫度傳感器陳列2為分布式光纖測溫傳感器。光纖溫度傳感器陣列2通過傳輸光纖3 (光纜)與溫度在線監(jiān)測儀4相連，溫度在線監(jiān)測儀4為光纖溫度傳感器陣列2提供輸入光源并對光纖光柵傳感器輸出的光信號進行解析，溫度在線監(jiān)測儀4與具有顯示屏的上位機5連接，上位機5通過通信接口將溫度數(shù)據(jù)傳至集中監(jiān)測中心服務(wù)器6，集中監(jiān)測中心服務(wù)器6與載流量數(shù)據(jù)處理模塊7和溫度預(yù)警模塊8相連接。所述溫度在線監(jiān)測儀4內(nèi)嵌功能強大的嵌入式計算機，配置有USB外掛存儲器接口和標準RS232及以太網(wǎng)計算機通信接口，可以通過上位機液晶屏直觀顯示所有被測量的數(shù)值以方便操作人員讀取，也可通過標準通信接口將溫度測量值傳送給集中監(jiān)測中心服務(wù)器6。光纖光柵傳感器實時采集多個接頭的溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)通過通信接口最后傳至集中監(jiān)測中心服務(wù)器6，經(jīng)過后臺處理后實時顯示、打印、記錄各接頭溫度值。通過分析實時數(shù)據(jù)可判斷系統(tǒng)當前運行狀態(tài)。并將收集好的數(shù)據(jù)通過載流量數(shù)據(jù)處理模塊7和溫度預(yù)警模塊 8分別進行計算，對整個電纜的溫度進行監(jiān)測與預(yù)警工作。溫度預(yù)警模塊8利用監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測未來電纜接頭溫度的變化，可以及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，發(fā)出報警，讓工作人員及時采取相應(yīng)措施，從而有效避免不安全因素的進一步擴大，達到故障預(yù)警的目的。而選用適當?shù)念A(yù)測方法能夠正確反應(yīng)溫度趨勢的變化。載流量數(shù)據(jù)處理模塊7通過分析集中監(jiān)測中心服務(wù)器6傳輸來的數(shù)據(jù)來進行載流量預(yù)測計算。
權(quán)利要求1.一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，它包括若干個埋入電纜接頭內(nèi)部的光纖溫度傳感器陣列，光纖溫度傳感器陣列通過傳輸光纖與溫度在線監(jiān)測儀相連，溫度在線監(jiān)測儀與具有顯示屏的上位機連接，上位機通過通信接口將溫度數(shù)據(jù)傳至集中監(jiān)測中心服務(wù)器，集中監(jiān)測中心服務(wù)器與載流量數(shù)據(jù)處理模塊和溫度預(yù)警模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，每個光纖溫度傳感器為分布式光纖測溫傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度在線監(jiān)測儀配置有USB外掛存儲器接口和標準RS232及以太網(wǎng)計算機通信接口。
專利摘要本實用新型涉及一種基于分布式光纖測溫的電纜載流量計算及預(yù)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括若干個埋入電纜接頭內(nèi)部的光纖溫度傳感器陣列，光纖溫度傳感器陣列通過傳輸光纖與溫度在線監(jiān)測儀相連，溫度在線監(jiān)測儀為光纖溫度傳感器陣列提供輸入光源并對光纖光柵傳感器輸出的光信號進行解析，溫度在線監(jiān)測儀與具有顯示屏的上位機連接，上位機通過通信接口將溫度數(shù)據(jù)傳至集中監(jiān)測中心服務(wù)器，集中監(jiān)測中心服務(wù)器與載流量數(shù)據(jù)處理模塊和溫度預(yù)警模塊相連接。本系統(tǒng)在傳統(tǒng)溫度傳感器的基礎(chǔ)上，利用光纖光柵傳感器來監(jiān)測電力電纜接頭的溫度，克服了目前電纜接頭溫度監(jiān)測難的問題。
文檔編號G01K11/32GK202141770SQ201120262120
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者張東峰, 李曉博, 趙金勇 申請人:山東電力集團公司德州供電公司