光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用.pdf

《光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、能源技术与管理2014年第39卷第4期152EnergyTechnologyandManagementVoI．39No．4doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2014．04．060光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用陈争峰，张振(安徽恒源煤电股份有限公司，安徽宿州234000)[摘要]通过对煤矿电气事故的分析，对电气设备的关键点进行实时运行温度监测，能够及时发现事故征兆，避免意外停电事故的发生。光纤光栅温度在线监测技术在煤矿供电系统中应用，能够做到预防性维修，保障矿井供电安全。[关键

2、词]温度；防爆；光纤；本质安全[中图分类号]TD611[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2014)04一O1522反射光．ffr射率f／折射率n2折射率n·1提出背景与意义＼＼／／煤矿井下60％以上的电气事故是由于电气莲二：：譬叠臣薯宣墨譬叠尽l墨置喜蔷设备接触不良和长期过负荷运行造成的，在这些A}卜事故发生之前的共同预兆就是故障点均会出现温图1光纤光栅模型示意图度异常升高H]。煤矿井下电气设备均为防爆设备，如果光栅处的温度发生变化，由于热胀冷缩，现行的设备检查方式基本上是通过维修工人凭经光栅条纹周

3、期也会跟随温度变化，光栅布喇格波验目测检查或用手触摸外壳来判断设备是否正常长也就跟着变化。这样通过检测光栅反射光的波运行的。当设备出现温度异常升高的事故征兆时长变化，就可以知道光栅处的温度变化。很难及时发现和处理，不能真正做到预防性维修。光纤光栅分布式传感系统基本原理如图2所随着煤矿开采不断加深，瓦斯危害越来越大，示2]c对井下供电的安全可靠性要求越来越高，如果能被测繁变化-。对主要电气设备关键点进行实时运行温度监测，壅—堂堂—1}分路器“S“一一一一z．就能及时准确掌握电气设备运行温度信息，在事八故发生前对设备

4、进行检修，避免电气事故的发生，并能大大提高供电系统的安全可靠性。实现由“事后维修”到“预防性维修”的转变，避免意外停电造成井下瓦斯超限事故及恶性事故发生，具有巨大图2光纤光栅分布式传感系统基本原理在光纤光栅分布式传感系统中，一根光纤上的经济效益和社会效益。串接多个光栅(各光栅具有不同的光栅常数)，宽2光纤光栅测温原理带光源所发射的宽带光经Y型分路器通过所有光纤光栅的基本结构为沿纤芯折射率周期性的光栅，每个光栅反射不同中心波长的光，反射光经Y型分路器的另一端口耦合进光纤光栅感温的调制，所谓调制就是本来沿光纤轴线均匀

5、分布的折射率产生大小起伏的变化。探测信号处理器，通过光纤光栅感温探测信号处理器探测反射光的波长及变化，就可以得到解调光纤的材料为石英，由芯层和包层组成。通过对芯层掺杂，使芯层折射率n比包层折射率／I数据，再经过处理，就得到对应各个光栅处环境的实际温度。大，形成波导，光就可以在芯层中传播。当芯层折射率受到周期性调制后，即成为光栅。光栅会对入3光纤光栅温度在线监测技术安全可靠射的宽带光进行选择性反射，反射一个中心波长性分析与芯层折射率调制相位相匹配的窄带光刺中心波长为布喇格波长。光纤光栅模型示意图如图1所光纤光栅温度

6、在线监测技术的光纤传感器具示。有不带电的特点，能够做到本质安全，传感信号以2014年8月Feb．，2014陈争峰，等光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用153光的形式传播，不受外界电磁场干扰，长期漂移能，光纤温度传感器安装在静触头的导电杆上并小，因而可对井下电气设备的运行温度进行连续靠近绝缘台，能够准确监测接触位置的温度情况。在线监测。如出现温度异常过高现象，可进行报目前该技术已在恒源煤电刘一矿北乙二水平警。能够及早发现问题、解决问题，避免事故的发采区变电所成功应用，共有23台6kV防爆馈电生，提高生产效

7、率，节约人力巡检成本。开关、28台660V低压防爆馈电开关的隔离开关4光纤光栅温度在线监测技术在煤矿供触头安装了测温传感器，7台变压器安装高低压电系统中的应用接线室安装了测温传感器，测温传感器把温度信光纤光栅温度在线监测技术主要由RT2000一息通过光纤传输给井下监控主机，井下监控主机通过传输光缆，把采集到的温度信息和主机运行S01光纤光栅温度传感器、井下监测主机和井上远程终端组成。井下供电系统高压防爆开关的隔离状态发送到井上远程终端。该技术测温范围一30～开关触头易出现过热造成电气事故，如果真空接250cc，测

8、温精度±0．5℃；传输距离10km；通讯管出现接触不良等问题也能够及时发现。端口采用RS485／以太网口；可以对不同监测点的光纤光栅温度传感器安装在井下采区变电所报警温度参数设置；当系统中各监测点温度出现高压防爆开关的隔离开关小车的静触头上，为满异常升高时，系统报警，能够对各点的历史温度曲足防爆要求，采用1根光纤从防爆开关内引出，将线查询。1个光纤分路器放置于高压防爆开关