基于分布式光纤测温的电力电缆温度在线监测系统-论文.pdf

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1、《电气自动化)2014年第36卷第4期测量与检测技术Measurement＆DetectinqTechnics基于分布式光纤测温的电力电缆温度在线监测系统田晓霄，李水清，陈泰，方临川(正泰电气股份有限公司。上海201610)摘要：电力电缆作为电力系统最基础的单元，其运行温度制约着整个配电系统的安全运行。文章通过对比各种广泛应用的电缆温度检测方法，引入了一种基于拉曼散射光时域反射的分布式光纤在线监测电缆温度系统，应用DSP和FPGA技术设计了高速信号采集和处理单元，并简要介绍了系统的基本原理、组成结构和主要特性。检测结果表明，系统测温精度较高，可以达到±1℃范围之内，能够实现对

2、电缆的实时监测。关键词：电力电缆；在线监测；分布式测温系统；拉曼散射；光时域反射DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．04．036[中图分类号]TP272／278[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)04—0106-03PowerCable0nlineTemperature-monitoringSystemBasedOnDistributed0pticFiberTemperatureSensorsTIANXiao．xiao，LIShui．qing，CHENTai，FANGLin—chuan(ZhengtaiElectrical

3、Co．，Ltd．，Shanghai201610，China)Abstract：Asthemostbasicunitofpowersystem，powercables’operatingtemperaturerestrictstheoperatingsafetyofthepowerdistributingsystem．Accordingtoco叩p日Teanddiscussperformancesofkindsofmethodsofthecabletemperaturedetectionwhichhavebeenwidelyaccepted，thepaperdiscussest

4、heonlinetemperaturemonitoringsystemofdistributedopticalfiberdesignedbyOTDR(opticaltimedomainreflectometer)，designsthehighspeedsignalacquisitionandprocessingunitbasedonDSPandFPGAtechnology，andbrieflyintroducesthebasicprinciplesandcharacteristicsofthesystem．Theresultsofrunningtestinlaboratory

5、showsthatthesystemhasthecharacteristicsofhighaccuracy。monitorsthereal-timetemperatureofcablesandenhancesthepowersupplyreliabilityefectively．Keywords：powercable；on-linemonitoring；distributedtemperaturemeasuringsystem；ramanscattering；opticaltimedomainreflectionO引言互作用发生能量交换而产生的，产生两种光波，一种是随温度变化

6、而变化的反斯托克斯光(Anti—Stokes光)，一种是与温度无关的电力电缆是电力传输的重要载体，它的运行温度制约着高压斯托克斯光(Stokes光)。分布式测量就是通过测量入射光和反超高压输配电系统的安全运行，温度升高会使绝缘老化，泄露电射光之间的时间差，来计算出发射散射光的位置距离入射端的流增大，最终导致绝缘击穿。因此，无论是从电力电缆自身安全长度。运行角度考虑，还是从电力系统调度需要角度考虑，都迫切需要用反斯托克斯光和斯托克斯光的比值表示温度：建立高压超高压电力电缆实时在线测温系统(HAEHVP—，，、、4CTOMS)⋯。()==llexp(hc／x／kT)(1)目前国内

7、外所采取的实时监测温度方法主要有点式测温和5、^Ⅱ，其中、分别是反斯托克斯和斯托克斯的光强度，AA分线式测温两种。点式测温主要是指将热电偶等点式感温装置装别是反斯托克斯和斯托克斯的波长；^为普朗克常量；C为光速；肛在电缆重要部位进行测温，此方法只能测量局部位置温度，而无为每米波数；j}为波尔兹曼常数；T为绝对温度J。法对动辄十几公里的电缆线路实现温度在线监测，而且测量精度1．2定位原理——光时域反射(OTDR)原理也较低；线式测温随电缆本体全线敷设测温光纤，基于光纤光栅原理的测温、基于拉曼散射原理的分布