4公里8通道的分布式光纖測溫儀應(yīng)用電纜測溫

長距離多通道的分布式光纖測溫儀布置在箱式變壓器中，可使用光纖測溫主機的通道對架空段電纜、地埋段電纜及電纜接頭的溫度進行實時監(jiān)測。其中1個通道用于監(jiān)測公交站內(nèi)的電纜，4個通道用于監(jiān)測走向二號閘箱的 4 根電纜，1個通道用于監(jiān)測公交站至架空處區(qū)域的電纜，1個通道用于監(jiān)測走向環(huán)島方向的 2 根電纜，另留有1個通道備用。測溫主機的 7 個通道分別連接的光纜長度（即監(jiān)測電纜長度）依次為 2700 米、2700 米、1500 米、1500 米、800 米、350 米、400 米。

系統(tǒng)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)傳到位于遠端的公交電車公司供電所的管理終端，工作人員可以通過管理終端上的遠端軟件隨時查看電纜運行過程中的溫度狀況。由于無軌電車輸電電纜有長距離的井下電纜和架空段電纜，測溫光纜分別用來監(jiān)測架空段電纜及井下地埋電纜的實時運行溫度。
架空段新型測溫光纜需要設(shè)計使用一種非金屬光纜，且該光纜要保證長時間防雨水、防陽光照射、耐高溫、可靠性強、溫度感測性能較好。這種新型架空電纜溫度監(jiān)測光纜是把傳感光纖放在一根充油塑料套管內(nèi)，這樣使光纜有很好的防水、防震性能；受技術(shù)水平限制，利用紅外測溫儀、紅外成像儀、感溫電纜、傳統(tǒng)的點式測溫系統(tǒng)均無法實現(xiàn)對無軌電車輸電電纜溫度長距離實時在線監(jiān)測，尤其是對地下封閉環(huán)境的溫度監(jiān)測更是無能為力。而分布式光纖測溫系統(tǒng)可解決這一難題。

分布式光纖測溫技術(shù)簡介

分 布 式 光 纖 測 溫 系 統(tǒng)（DTS） 的 工 作 原 理是利用光在光導(dǎo)纖維中傳輸時產(chǎn)生的自發(fā)拉曼（Raman）散射和光時域反射（OTDR）原理來獲
取空間溫度分布信息：如果在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖，激光在光纖中向前傳播時將自發(fā)產(chǎn)生拉曼散射光波，拉曼散射光波的強度受所在光纖散射點的溫度影響而有所改變，通過獲取沿光纖散射回來的背向拉曼光波，可以解調(diào)出光纖散射點的溫度變化。根據(jù)光纖中光波的傳輸速度與時間的物理關(guān)系，可以對溫度信息點進行定位（OTDR）。由于背向拉曼散射光波的強度非常微弱，因此需要采用先進的高頻信號采集技術(shù)和微弱信號處理技術(shù)，經(jīng)過光學(xué)濾波、光電轉(zhuǎn)換、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后，送入信號處理器，解調(diào)出光纖各測溫點的溫度值；將采集的溫度數(shù)據(jù)傳送到計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，通過組態(tài)軟件展示各測溫點的溫度值和變化狀態(tài)。當(dāng)某一被監(jiān)測點的溫度超過系統(tǒng)設(shè)定的報警閾值時，自動啟動報警裝置通知值班人員處理。另外，通過計算機網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)共享。

分布式光纖測溫技術(shù)具有連續(xù)分布、本質(zhì)安全、測溫精確、耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點，完全滿足無軌電車輸電電纜溫度監(jiān)測的所有要求。該測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由鎧裝測溫光纜、測溫主機（連續(xù)分布全光纖測溫儀）、預(yù)警管理終端和遠程監(jiān)控套管外面采用纖維緊密纏繞加強；最外層采用阻燃護套防護。傳感光纖為滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的多模光纖芯，有很好的拉曼散射特性。
地埋段新型測溫光纜需要設(shè)計使用一種金屬鎧裝光纜，且該光纜要保證防潮性能良好、機械強度高（抗拉性、抗壓性）、可靠性強、溫度感測性能較好。這種新型地埋電纜溫度監(jiān)測光纜是由阻燃外層護套、不銹鋼軟管、不銹鋼編織層、芳綸紗及內(nèi)層光纖組成，具有良好的抗壓性和抗拉性，可在惡劣環(huán)境下長期使用，如無人力破壞（包括大力拉扯、強行彎折等行為）不會損壞。

電車輸電電纜溫度監(jiān)測對測溫精度及定位精度要求較高，為保證檢測效果達到最優(yōu)，測溫主機測溫精度定為 1 攝氏度，定位精度定為 1 米，測量周期縮短至每公里 1 秒，以保證長距離電車電纜的溫度監(jiān)測。
分布式光纖測溫系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能：

一是通過對部分路段的地下電纜、部分架空電纜以及電纜中間接頭的實時在線監(jiān)測，了解電纜運行過程中的溫度狀況。
二是通過監(jiān)測到的溫度狀況實現(xiàn)定溫、差溫、差定溫報警功能，在電纜溫度發(fā)生異常時及時報警，并能根據(jù)長期累積數(shù)據(jù)實現(xiàn)預(yù)警功能，防患于未然。
三是及時掌握被測電纜的故障趨勢，進行智能分析，準(zhǔn)確定位故障位置，以指導(dǎo)電氣設(shè)備檢修工作，減少非計劃停運，保障電車系統(tǒng)安全運行。四是所有的數(shù)據(jù)實現(xiàn)分級管理、遠程控制，為提高無軌電車運行效率、調(diào)整發(fā)車頻次提供決策依據(jù)。光纖測溫技術(shù)實現(xiàn)了無軌電車電纜及電纜接頭溫度的實時在線監(jiān)測，值得推廣應(yīng)用。