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分布式光纖溫度測量法

來源:揚州國浩電氣有限公司   2025年05月12日 07:31  

電纜溫度在線監測
電纜溫度在線監測
任何電纜事故的發生、發展都有一個時間過程,而且常伴隨有局部溫度升高。許多物理特性的變化都直接反映在溫度的變化上,溫度己成為判斷電纜運行是否正常的關鍵因素之一。因此對電纜進行實時溫度監測的意義越來越大。

電纜溫度在線監測按照測溫點的分布情況可分為兩大類:點散式在線溫度監測和分布式光纖溫度測量法。點散式在線溫度監測系統只對電纜終端、中間接頭等故障多發處進行溫度監測,采用熱電偶、熱電阻、紅外線式溫度計或者光纖、光柵等進行溫度采集,采用CAN總線或光纖進行數據傳輸。

分布式光纖溫度測量系統利用光在光纖中的拉曼(Raman)散射效應來檢測電纜沿軸向的溫度分布。在XLPE電纜制造過程將光纖嵌入電纜中或者緊貼電纜表面鋪設光纖,將光纖作為溫度采集和數據傳輸的通道。當激光脈沖通過光纖時,會產生散射,包括瑞利散射和拉曼散射,后者與光纖溫度有較密切的關系,可通過測量和分析瑞利散射的背向散射(或者返回光纖入射端的散射光)去確定拉曼散射點的溫度。通過測量入射的激光脈沖被散射并返回到入射端的時間來確定散射點的位置。

目前,分布式光纖溫度測量系統可以測量的電纜長度為15km,測溫范圍為-30-120℃,精度可達士0.5℃,電纜長度分辨率可達1.0m,同時可連續記錄“電纜長度-溫度”和“時間-溫度”等詳細信息。根據分布式光纖溫度測量法開發的在線測溫系統己經應用在北京等地的110kV或220kV線路上,現場運行情況表明該方法可以比較準確的測量電纜線路各處的溫度,對即將發生地電纜故障提前進行預警,能有效地避免電纜事故的發生。

但是該方法安裝復雜,需要沿電纜線路鋪設光纖,另外電纜表面的溫度與電纜導線芯的溫度關系沒有確定。對于內置光纖的高壓XLPE電纜雖然可以測量電纜內部的溫度,但是由于光纖較脆弱,如果破損后將無法完成溫度測量,并且較難修復。并且該方法無法對電纜的老化過程進行有效監測。

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