核心词：
MHYVP 矿用 通信 电缆 光缆 技术 应用 监测 系统 电缆是电力、钢铁、石化、交通运输等各工业生产和民用行业重要的传输设备,其安全运行是各行业非常重视的问题,如何预防电缆过热而可能引发火灾是防范风险的重中之重工作。温度传感器技术是一种测温新技术,也是工业生产中应用最多的传感器技术之一。分布式温度传感器的出现,使单位信息量的获取成本大大降低,这对以电信号为基础的温度传感器和点式光纤电缆光栅温度传感器而言无疑是一大突破。目前,传统温度监测存在误报、漏报问题,因此迫切需要有一套可靠的、高性能的自动化系统来对电缆设备的温度进行有效的实时监测及报警,以便工作人员及时采取预防措施,避免停电及火灾事故发生。本文提出一种针对光纤电缆过热点进行的跨专业、多种技术共享的监测系统,首先介绍其工作原理和模块配置,其次结合实际进行设计和实现,分析系统的功能特点和创新点,最后对项目成效进行评价。分布式光纤电缆温度传感技术利用沿光纤走向几十公里连续空间的温度场分布情况进行测量,为强电磁场、高压大电流、易燃易爆、复杂几何空间等恶劣环境的温度场测量与控制提供了可行的新手段。
1、研究分布式光纤温度传感器系统具有重要的理论意义和应用价值 因此,分布式光纤电缆温度传感器以其自身的特点受到了广泛的重视,研究分布式光纤温度传感系统具有重要的理论意义与应用价值。光纤电缆过热点多专业共享监测系统,对电缆温度测量并实现空间定位功能,即在电缆基础上加装光缆进行监测。加装方式有两种:一是表贴式安装,不影响电缆绝缘,可直接利用原有光缆;二是内置式安装,将光纤安放在金属护套和绝缘层之间,在电缆生产时就要把光纤安装在电缆中。激光在光纤中传输时会发生拉曼散射,拉曼散射光分为斯托克斯光和反斯托克斯光。当光纤受热时,反斯托克斯光强的变化相比斯托克斯光强的变化大很多,系统利用这一特性,通过波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光信号,再经过信号处理即可以解调出实时的温度信息。在时域中,利用光时域反射技术,根据光在光纤中的传输速率和背向拉曼散射光的回波时间,可以对温度点进行定位。
2、基于光缆热点的多学科共享监控系统是分布式光纤温度监控系统 基于光纤电缆过热点多专业共享监测系统是一种分布式光纤温度监测系统,如图2所示,它由以下模块组成。DTS测温主机的功能是采集光信号,并将其转换为温度信号,再对温度信号进行实时处理。工作人员可以通过DTS测温主机实时观测各条电缆和管廊的实时温度曲线、历史温度数据、图表分析数据等。
3、可直接使用现有管廊原有的光纤单模光纤 对于电力管廊综合温度测量及火灾预警的场合,可以直接采用现有管廊中老旧光纤单模光纤,无需再额外敷设光缆,施工简单、安装维护方便。采用这种方式,测量距离可达30km,同时由于测量通道数可达8个以上,因此实现了电缆管廊的全方位覆盖。研发了专用的管理软件,实现了电缆的可视化管理,大大提升了电缆温度监测的准确度和实时性,让客户更明确知道故障点的定位,以进行快速维护。对于部分场合,可直接采用已敷设电缆中的光缆进行监测,无需再额外敷设光缆。系统集光、机、电、计算机和微弱信号检测等高新技术为一体,采用多项国内外光电测量技术和光纤技术,可对待测区域的多路光纤进行24小时的实时监控,可获得光纤沿线任一点的温度信息。温度分辨率可以达到0.1℃,温度精度可以达到±1℃,单模测温距离可达30km,在业界处于前列。
4、实现了光缆资源管理 基于光纤电缆过热点多专业共享监测系统投产应用后,实现了电缆资源管理智能化、故障检修智能化和运维模式智能化。工作人员能够随时通过系统掌握电缆运行情况,有效解决了电缆运维、故障抢修等重点问题,及时消除了电缆存在的安全隐患,确保了电缆安全运行,有效提高了电缆可靠性和稳定性。
5、系统可以更有效地监控一些难以人工检测的零件 由原来人工一月一巡提高到智能一天多巡,系统可以更有效地对部分人工难以检查的部位进行监测,巡视效率大幅提高。
人工巡视周期延长、巡视强度降低,
MHYVP矿用屏蔽通信电缆实现了人工巡视部分替代,减少了人员支出及车辆费用,提升了管理费用使用效率,降低了运维成本。线路更安全,电网更智能,供电更可靠,巡检信息化,服务更优质。
6、该系统能有效分析不同负荷下电缆的发热状态 系统能够有效分析电缆在不同负载下的发热状态,识别电缆的局部过热点,合理地配置负荷,提前发现电缆故障并预警,预防事故的发生,避免供电不稳定对社会生产和生活产生重大影响。
7、山西长治供电局将单模DTS测温系统应用于长治供电局电力管廊火灾预警工程 如图4所示,2018年8月,山西长治供电局将单模DTS测温系统运用于长治供电局电力管廊火灾预警项目,实时监测电力管廊的温度,为线路火灾安全隐患提供了科学的预警监测方案。基于光纤电缆过热点多专业共享监测系统对电力等行业具有普遍适用性和推广性,应用前景十分广阔。如果全面推广该系统,不仅可以大范围减少巡检人员,而且可以快速、有效处理电缆安全隐患和故障,避免电力中断,挽回大量电量损失。另外,该系统不局限于对电缆的过热点进行监测,还可以基于光纤的特性拓展出基于光纤电缆防外力破坏振动监测功能以及基于光纤防外力破坏、电缆温度、张力和覆冰情况的监测功能等,可以更全面、有效地对电缆进行管理维护。
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