电缆分布式光纤测温系统

IN-305D Cable distributed fiber optic temperature measurement system

分布式光纤测温原理图

DTS的温度测量基于自发拉曼Raman 散射效应。大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后,激光与光纤分子相互作用,产生极其微弱的背向散射光,散射光有三个波长,分别是Rayeigh(瑞利)、anti-stokes(反斯托克斯)和stokes(斯托克斯)光;其中 anti□stokes温度敏感,为信号光;stokes温度不敏感,为参考光。从传感光纤背向散射的信号光经再次经过分光模块 WF,隔离 Rayeigh 散射光,透过温度敏感的 anti-stokes 信号光和温度不敏感的stokes参考光,并且由同一探测器(APD)接收,根据两者的光强比值可计算出温度。而位置的确定是基于光时域反射 OTDR技术,利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。

装置简介

分布式光纤测温装置(DTS)是一种创新的温度监测系统,利用光纤的拉曼散射效应和光时域反射(OTDR)技术,实现实时、连续的温度测量。该装置通过分析光纤中背向散射光的变化来感知沿线温度分布,不仅能够监测单点或多点温度,还能提供整条电力电缆路径的温度曲线。具备抗电磁干扰、耐腐蚀、本质安全等特点,广泛应用于各个电压等电缆的温度监测,确保安全运行,是智慧电力智能化监测技术的重要组成部分。

电缆分布式光纤测温系统

技术性能与规格参数 【功能均可定制】

光纤类型 多模光纤,单模光纤可选
测量距离 0–30km
测量通道 1-16
空间分辨率 0.5–3 m
采样间隔 0.25 / 0.5 m
定位精度 0.5–1 m
测量时间 典型 5 s
温度测量范围 -100℃ ~ 550℃(取决于光缆)
温度测量精度 1℃
温度分辨率 0.1℃
定温报警动作温度 85℃(用户自设置)
光纤接头 FC/APC
工作电源 12–36 VDC,8 W
操作温度 0–40℃
存储温度 -20–60℃
工作湿度 0–95% R.H. 无凝露
通信接口 以太网、485、RS232、继电器
存储空间 2000 条报警记录,配合 PC 机无限存

功能特点

  • 完全分布式:DTS能在几秒内检测整条光纤沿线完整的分布温度,无遗漏;
  • 长距离监测:单模、多模监测主机,最长可达30KM;
  • 电磁惰性:测温光纤由石英构成,电气绝缘,不受任何电磁干扰,也不发射电磁波;
  • 本征安全:特别适合各种复杂环境、强电环境;
  • 精确定位:感温元件为测温光纤,内部传输的光信号的平均功率为微瓦级;本质安全定位精度达到±1M;
  • 快速响应:单通道扫描时间小于3秒;

电缆光纤测温系统解决方案

总体方案设计:根据电缆实际情况,对监测电缆构建一套完整的光纤温度监测系统,实现对电缆各处温度的实时监测、超限报警、输出报警信号。
使用1台IF-DTS分布式光纤感温系统,实现对整个电缆的在线监控和火灾报警。

设计方案

电缆测温监测系统采用分布式光纤火灾探测器,在电缆上铺设光缆,在系统管理中心安装感温探测器主机,由主机向电缆引探测光缆。利用当温度变化时,沿着光纤反射回来的一小部分拉漫散射光,对这一后向散射光进行信号采集并在光电装置中进行分析,从而提供出有关温度的信息,判断出温度急剧变化的位置,从而确定火灾发生点。当分布式光纤感温主机检测到火灾异常时,火灾报警主机立即显示报警。

电缆夹层以及电缆本体的光纤敷设方式
关键电缆施工:这时需要对每路电缆进行温度监测,对电缆采用表贴式(外置)光缆的固定方式。光缆的敷设,光缆固定件(绝缘扎带)固定,使光缆与电缆的外表面紧密结合,设及实物如下图所示。

电缆敷设