分布式光纤测温系统在城市轨道交通中的应用.pdf

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1、第5期0≯--0曩熬厕分布式光纤测温系统在城市轨道交通中的应用李志鹏郭伟陈雷(1．北京城建设计研究总院有限责任公司，100037，北京；2．北京能高自动化技术股份有限公司，100044，北京∥第一作者，助理工程师)摘要分布式光纤温度测温技术主要运用了光的散射原位置的土壤热阻和环境温湿度决定着电缆的最大载理和光时域反射原理。分布式光纤温度传感技术应用光纤流量l_】一33。同时，研究发现，电力电缆连续运行温度作为传感元件和传输介质，能屏蔽强电磁场的干扰，适用于超过允许值的15％时，电缆的使用年限会缩短高压输电线路监测。从提高测量精度的角度出发，提出探

2、测75％；即使仅仅超过8％，也足以削减其一半的正常单元温度智能解调和信号优化处理。设计了满足城市轨道使用年限。因此，为了保障电力系统安全稳定地运交通实际需要的温升算法。该算法满足城市轨道交通系统行在最佳状态，非常有必要对城市地下电缆装设实的实际需要，能获取最佳的报警时间，有助于消除火灾隐患。时在线监测系统_4]。关键词分布式光纤测温；智能解调；温升算法城市轨道交通系统几乎全部处于狭长的地下隧中图分类号U231．96道中，交通环境复杂，电磁干扰强，客流量极大，一旦ApplicationofDistributedOpticalFiberTempera

3、tureMeas—发生火灾很难扑救和控制。为了保障系统稳定运urementSysteminUrbanRailTransit营、确保人身安全，火灾的及时发现和控制显得极为LiZhipeng，GuoWei，ChenLei重要l5]。同时，分布式光纤测温系统能配合消防设AbstractThecoreofdistributedopticalfibertemperature备实现联动报警和控制，适用于火灾预警系统。sensortechnologyistheuseoflightscattingprincipleand1测温原理选择opticaltimedom

4、ainreflectionprinciple．Byusingopticalfi—berasthesensingelementandthetransmissionmedium，分布式光纤温度测温技术的核心主要包括光的thistechnologycouldshieldtheinterferenceofastronge—散射原理和光时域反射原理。光时域反射原理的理lectromagneticfieldandbeappliedtothemonitoringof论基础是后向散射法，它同时也是分布式测温技术highvoltagetransmissionlin

5、es．Fromtheviewpointofim-的理论基础l6]。后向散射法通过测试光纤中的散射provingthesurveyaccuracy，theintelligentdemodulation光信号时问来定位，并能确定指定点的衰减损耗。forregulatingthedetectorunittemperatureandoptimizing激光射入光纤后，会发生散射现象，即传播的光signalprocessingareproposed，thetemperaturerisealgo—子与光纤生产时各种应变力致使光纤内部形成的一rithmisde

6、signed，whichcouldsatisfytheactualneedsofrailtransitanditsfeasibilityandpracticalityhavebeenver—些分布不均的粒子之间相互作用。鉴于布里渊散射ified．对激光器的频率稳定性及光源的控制系统要求很Keywordsdistributedopticalfibertemperaturemeasure—高，而瑞利散射光虽然强度很高但只有在某些特殊ment；intelligentdemodulation；temperaturerisealgorithm液态光纤中方可

7、获得较高的温度灵敏度，严重限制First-author’SaddressBeijingUrbanEngineeringDesign&了该技术的应用。所以，目前的测温原理基本上都ResearchInstituteCo．，Ltd．，100()37，Beijing，China是基于拉曼散射的，即应用斯托克斯光解调反斯托克斯光。经过调制后的散射光经过波分复用器，得随着城市轨道交通的快速发展，电缆的埋地敷到斯托克斯光和反斯托克斯光；两种散射光对温度设方式正逐步取代传统架设电线杆的输电模式。电的相对灵敏度为0．104％、1．065％l7]，光强度之比缆埋地敷

8、设在美化城市的同时，也带来了监测困难约为4：3。具体的强度和波长曲线如图1所示。和资源浪费的问题。IEC60287和IEC60853对电