光纤温度传感器在电力电缆监测中的应用研究

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利用光纤对电缆实时温度监测的初探

１引言
作为电力传输重要基础设施之一的电缆，现在已经广泛应用在
送变电各种环境中，发挥着基础而又重要的作用。但是，对于电缆的安全使用状况的监控，一直是电力行业的一个难题，如何有效地对电缆温度和负载状况进行监测，并在监测数据的基础上实时确定激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射，散射有多种，如瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）散射、布里渊（Ｂｒｉ１ｌｏｕｉｎ）散射和喇曼（Ｒａｍａｎ）散射等。其中喇曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯（Ｓｔｏｋｅｓ）光，和一个比光源波长短的光，称为
常通过监测电缆温度的变化来发现问题及报警，目前常用的电缆温度监测方法有：
反斯托克斯（Ａｎｔｉ－Ｓｔｏｋｅｓ）光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反
斯托克斯（Ａｎｔｉ — Ｓｔｏｋｅｓ）光强发生变化，Ａｎｔｉ＿Ｓｔｏｋｅｓ与Ｓｔｏｋｅｓ的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。
３工作原理
ＤＴＳ主机采用Ｓｅｎｓｏｒｎｅｔ的Ｓｅｎｔｉｎｅｌ — ＤＴＳ分布式光纤温度监测
得到沿着光纤所有点的准确温度值。Ｓｅｎｔｉｎｅｌ — ＤＴＳ用一个ｌＯｎｓ延迟的激光脉冲，能够实现对最大３０ｋｍ的光纤空间分辨率１ｍ的温度测量，也就是相当于３０，０００个测量点。本文的电缆安全监测系统（简称：ＣＳＭＳ）正是利用上述分布式光纤温度测量技术，沿被测电缆安装探测光缆，可以实时得到电缆的运行温度，不但能及时做出电缆的火警和过热预报，更是通过独特的ＣＳＭＳ上位系统实现了电缆载流量的动态计算与分析、异常点的预测与判断等功能，所以不但能对近期的电缆运行情况进行管理并能对远期的情况做出预测与判断，从而帮助使用者对电缆的运行状态进行调整以免出现险情，做到未雨绸缪。

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述

光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述
01 摘要
03 综述 05 参考内容
目录
02 引言 04 结论
摘要
本次演示旨在综述光纤温度传感器在电力系统中的应用现状，重点探讨其应用前景和优缺点。文章首先介绍了光纤温度传感器的基本概念和原理，然后总结了其在电力系统中的应用情况和面临的问题，最后提出了未来研究的方向和挑战。
与传统的温度传感器相比，光纤温度传感器具有以下优点：
1、测量精度高：光纤温度传感器的测量精度通常在±0.1℃以内，比传统的温度传感器精度更高。
2、响应速度快：光纤温度传感器的响应速度非常快，可以在短时间内捕捉到温度的变化，及时发现设备的异常情况。
3、抗干扰能力强：光纤温度传感器不受电磁干扰和其他外界因素的影晌，能够在恶劣环境中稳定工作。
技术原理：
智能柔性温度压力传感器是基于压阻效应和热阻效应原理进行工作的。传感器由高灵敏度的电阻应变片和测量电路组成，通过将应变片粘贴在受监测的电力设备表面，当电力设备内部或外部的温度或压力发生变化时，应变片会发生形变，从而引起电阻值的变化。
测量电路通过测量电阻值的变化，计算出温度和压力的变化值，并将数据传输到上位机或手持设备进行实时显示或分析。
除此之外，如何将光纤温度传感器更好地应用于电力系统的实际运行中，提高电力系统的安全性和稳定性，也是未来研究的重要方向之一。
结论
本次演示对光纤温度传感器在电力系统中的应用现状进行了综述，总结了其基本原理和实现方法以及在电力系统中的应用前景和优缺点。虽然光纤温度传感器在电力系统的温度监测方面具有广泛的应用前景和明显优势，但是其制造成本高、对环境要求高以及安装和维护难度大等问题仍需进一步研究和解决。
结论

分布式光纤测温技术在电缆监测中的应用

分布式光纤测温技术在电缆监测中的应用发表时间：2019-03-14T11:29:44.143Z 来源：《河南电力》2018年18期作者：何超[导读] 以实例证明了分布式光纤测温系统是电缆在线监测实现诊断及定位技术的最有效手段之一。

（江苏中能硅业科技发展有限公司江苏徐州）摘要：本文介绍了分布式光纤测温技术在国内外发展的现状，阐述了基于拉曼散射系统的基本原理，以及分析了分布式光纤测温技术在企业电缆中的应用，以实例证明了分布式光纤测温系统是电缆在线监测实现诊断及定位技术的最有效手段之一。

关键词：分布式光纤测温；电缆；在线监测引言电力电缆故障往往是绝缘水平下降，泄露电流增大，损耗增加，导致温度升高；温度升高又进一步使绝缘老化，泄露电流增大，温度再升高，最终导致绝缘击穿，或者发生火灾。

防止电缆火灾是保证电力系统安全运行的重要方面。

若能在事故发生早期通过温度测量进行预警并迅速采取有效措施，就能有效避免此类事故。

传统的测温方法采用点式感温元件装在电力电缆的重要部位进行测温，此方法只能对电缆系统局部位置进行测温，无法对整条电缆线路实现温度在线监测。

而分布式光纤测温系统能够实现多点在线的分布式测量，其中光纤既作为传感元件感知温度信息又作为信息载体传输温度信息，具有抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、本征安全、传输距离远、高带宽、高温度分辨率、高空间分辨率、定位精准等优点，可有效实现电力电缆全线温度在线监测，实时监测电缆的温度，及时发现和定位温度异常点，并输出报警信息，提高了电缆的运行安全性和可靠性。

1.分布式光纤测温技术简介目前，光纤测温技术主要采用两种基于拉曼散射的温度传感技术，一是基于拉曼光时域反射技术的分布式光纤传感技术；二是基于拉曼光频域分析技术的分布式光纤传感技术。

基于分布式光纤传感技术的优势，其理论和应用研究一直是国内外研究的热点。

1981年英国的南安普敦大学首次提出了分布光纤温度传感器系统的定义，1987年英国YORK技术有限公司首次推出了商品化的拉曼后向散射效应的分布式光纤温度传感（DTS）系统。

光纤传感技术在电力行业安全监测中的应用

光纤传感技术在电力行业安全监测中的应用摘要：光纤传感技术是20世纪70年代末兴起的一种先进的多学科交叉技术，不同于传统的传感技术，现已与光纤通信并驾齐驱，发展前景良好，具有的绝缘、体积小、重量轻、耐高温、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、测量频带宽、传输损耗小等众多优异性能，且易于组成传感监测网络，先进的光纤传感器灵敏度比常规光电传感器高几个数量级，能够对应变、压力、温度、振动、声场、折射率、加速度、电压、气体等各种参数进行精确测量，监测的物理量多达70多种。

其工程化应用研究一直是国内专家学者研究的热点方向，在医学、生物、建筑工程等行业应用较多，在电力行业应用多呈点状现象，没有相关成熟的应用经验，在电力行业安全监测方面有广阔的推广应用空间。

关键词：光纤传感技术；电力行业；安全监测1国内外研究现状20世纪80年代，光纤传感技术就显示出广阔的应用前景，但当时真正投入实际应用的却不多，主要因为与传统的传感技术相比，光纤传感器的优势是本身的物性特性而不是功能特性。

20世纪90年代后期，光通信带动下得光子产业取得了巨大成功，光纤传感器呈现产业化发展。

在国际上，美国、英国、加拿大等西方发达国家以及亚洲日本、韩国利用其技术和资金优势，在光纤传感技术领域处于领先地位，主要研究机构有：美国海军实验室（NRL）、国家航空管理局（NASA）的大实验室（LargerresearchLab）、BlueRoadResearch公司、MieronOptics公司、英国的Eity大学、Kent大学、SmartFibers公司，加拿大PhotonicsReseareh公司以及韩国的国家光子研究中心等。

研究应用领域主要集中在医学和生物、化学和环境、军事和智能结构等。

在国内，传感理论研究方面以清华大学、中科院半导体所、吉林大学、上海光机所等为代表，对光纤的成栅机理、光敏性、光波传输规律等问题进行了深入研究。

在工程应用方面，哈尔滨工业大学、香港理工大学、上海紫栅公司已经完成了将光纤光栅传感系统用于呼兰河、青马、卢浦等桥梁的结构监测；清华大学、武汉理工大学、西安石油大学、北京邮电大学、燕山大学等单位也开展了将光纤光栅用于压力、温度、电流、电压、液位等参量的传感应用研究，取得了许多阶段性成果。

电力电缆监测中光纤温度传感器的运用

２０１７年８月上
电力讯息１４１
电力电缆监测中光纤温度传感器的运用
马凌波，王鑫１台（国网西安供电公司电缆运检室，陕西省西安市７１００７５）
【摘要】电缆在电力系统当中有着重要的应用，积极的进行电缆的维修和保护对于强化电缆的作用发挥有着非常重要的作用。就目前的电力
光纤温度传感器在目前的社会中得到了较为普遍的应用，主要表现在三个方面。① 在停车辅助系统方面的应用。在
具体的应用中．利用光纤温度传感器可以通过声音或者是显
对温度有着及其敏感特性的高分析原材料．能够实现对光的较好传递。从应用实践调查来看，光纤温度传感器具有三方面的显著特点： ① 此种传感器的传输速度快，而且光损耗特别的
中进行光纤温度传感器的利用能够方便对病人进行治疗。简
言之，光纤温度传感器应用范围广泛，利用效果明显．积极的
小。② 此种传感器的体积比较小，重量较轻。③ 此种传感器的携带特别的方便。基于以上的三点优势．所以此种传感器在一进行其作用探讨有利于调高其利用率。
些工作环境比较差的地方进行监测的效果明显．这也是此种传感器被广泛应用的一个重要原因。图ｌ是光纤光栅传感器

光纤光栅传感器在电力电缆测温系统中的应用

收稿日期:2011 03 08基金项目:苏州市科技发展计划项目(SYG 201013)光纤光栅传感器在电力电缆测温系统中的应用贾书丽,姚国珍(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003)摘要:温度监测是预防电力电缆大量使用引发事故的常规方法,通过对国内外4种常用电力电缆测温技术的分析,认为光纤光栅温度传感技术抗电磁干扰能力强,布置灵活,可实现多目标温度的快速准确测量;阐述了光纤光栅传感器的测温原理;实际应用表明,利用光纤光栅传感器监测电力电缆温度安全可靠、精度高、监测距离远。

关键词:光纤光栅;传感器;温度监测;电力电缆中图分类号:T P 212 11 文献标志码:B 文章编号:1007 290X (2011)06 0061 04Application of Fiber Grating Sensor in Cable Temperature Measurement SystemJI A Shu li,Y AO G uo zhen(D epar tment of Electr onics and C omm unica tio n Engineer ing,N o rth China Elect ric Po we r U niv ersity ,Bao ding,Hebei 071003,China)Abstract:T emper ature me asurem ent is the conv entio nal technique to pr event cable accidents caused by use of cables in abundance.By ana ly sis of fo ur co mmo n cable te mpera tur e mea sur ement techniques bo th her e a nd a br o ad,f iber gr ating sensing technique is co nsider ed to be w ell capable in anti elec tro mag ne tism ,flex ible in c onf igura tio n and r ealiza ble in multi obje ctiv e fa st and accur ate temper atur e me asur eme nt.T he paper also e xpounds temper atur e m easurem ent principle o f f iber gr ating senso r.T he application indicates th at fibe r g ra ting sensor in ca ble temper ature measure ment sy stem is cha rac terized by its saf ety a nd r eliabilit y,high acc ur acy and r emo te mo nito r ing distance.Key words:fiber gr ating;senso r;temper atur e mo nitor ing ;pow er cable随着城市用电需求的增多,城市电网中电力电缆所占的份额越来越大,大量的电力电缆敷设在距离较长且复杂的电缆沟和电缆井内,并长期运行在高电压、强电流的环境下,电缆爆炸、起火等事故时有发生[1]。

光纤温度传感器在电力系统中的应用

光纤温度传感器在电力系统中的应用电力系统是一个复杂的工程系统，需要对其进行实时监测和管理，以确保其安全稳定运行。

而温度是电力系统中一个重要的参数，对其进行准确的测量和监测可以有效地预防和避免电力系统中的故障和事故。

而光纤温度传感器作为一种高精度的温度测量设备，已被广泛应用于电力系统中。

光纤温度传感器是一种基于光纤传感技术的温度测量设备。

它通过光纤的材料特性和温度的热学特性来实现温度的测量。

光纤温度传感器的原理是利用光纤的材料特性，将光波从光纤中传输，当光纤受到温度变化时，光波的传输速度也会发生变化，通过测量光波传输的速度变化，即可计算出温度的变化。

光纤温度传感器在电力系统中的应用主要有以下几个方面：1.变电站温度监测变电站是电力系统中最重要的环节之一，其中的各种设备需要在严格的温度范围内工作。

如果温度过高或过低，将会影响设备的正常工作，甚至导致设备的故障和事故。

因此，在变电站中安装光纤温度传感器可以实时监测各种设备的温度变化，及时发现并处理温度异常情况，保证设备的正常运行。

2.发电机温度监测发电机是电力系统中最重要的设备之一，其工作稳定性和安全性对系统的运行起着至关重要的作用。

而发电机的温度变化会直接影响到其工作稳定性和安全性。

因此，在发电机中安装光纤温度传感器可以实时监测发电机的温度变化，及时发现并处理温度异常情况，保证发电机的正常运行。

3.电缆温度监测电缆是电力系统中贯穿各个环节的重要组成部分，起着输送电能的重要作用。

而电缆在工作过程中会受到温度的影响，如果温度过高或过低，将会影响电缆的正常运行。

因此，在电缆中安装光纤温度传感器可以实时监测电缆的温度变化，及时发现并处理温度异常情况，保证电缆的正常运行。

4.输电线路温度监测输电线路是电力系统中输送电能的重要组成部分，其工作稳定性和安全性对系统的运行起着至关重要的作用。

而输电线路在工作过程中会受到温度的影响，如果温度过高或过低，将会影响输电线路的正常运行。

光纤温度传感器的研究和应用

光纤温度传感器的研究和应用
01 引言
03 应用场景 05 结论
目录
02 原理与技术 04 研究方法与成果 06 参考内容
引言
随着科学技术的发展，传感器在各个领域的应用越来越广泛。其中，光纤温度传感器作为一种高灵敏度、高分辨率的传感器，引起了人们的广泛。光纤温度传感器基于光纤传感技术，通过测量光纤中光的干涉效应或传输特性来推导被测温度场的分布情况，具有抗干扰能力强、稳定性高、响应速度快、测量范围广等优点。本次演示将从原理与技术、应用场景、研究方法与成果、结论等方面介绍光纤温度传感器的研究和应用。
光纤温度传感器的主要技术包括光纤传感技术、光学信号处理技术和计算机技术等。其中，光纤传感技术是光纤温度传感器的核心，包括干涉仪、光纤 Bragg光栅、光纤F-P腔等。这些技术可以实现对光的干涉、反射、透射等特性的测量，从而实现温度的测量。
光学信号处理技术则包括光路准直技术、光调制技术、信号解调技术等，可以对光学信号进行处理和解析，提高测量的准确性和稳定性。计算机技术则用于实现数据采集、处理和输出等功能，使传感器具有更好的可操作性和可维护性。
3、生物医学：在医疗领域，光纤温度传感器可用于实时监测病患的体温变化，为医生提供准确的诊断依据。
4、环境监测：在环境监测领域，光纤温度传感器可用于监测土壤、水质、空气等环境参数的变化，为环境保护提供数据支持。
优势分析
光纤温度传感器相比传统温度传感器具有以下优势：
1、测量精度高：由于光纤对温度的敏感性，光纤温度传感器可以实现高精度的温度测量。
近年来，随着计算机技术和数值计算方法的不断发展，仿真研究在光纤温度传感器的研究中越来越受到重视。研究人员通过建立精细的光纤温度传感器模型，对各种影响其性能的因素进行全面分析，并开展大量的优化设计工作，取得了一系列重要的研究成果。例如，研究人员通过对光纤传感器的优化设计，成功提高了其测量准确度和稳定性；同时，还探究了不同环境因素对光纤温度传感器性能的影响，为实际应用提供了重要的参考依据。

分布式光纤测温系统在电缆温度监测中应用

分布式光纤测温系统在电缆温度监测中应用肖恺;李平;罗巧梅;张静;杨峰;赵浩【摘要】In view of the present fire detection problems for power cable safety,a distributed fiber temperature detecting system is proposed in this paper. The optical time domain reflection technology and Raman scattering technique are adopted in the system,which is composed of temperature detection host computer,temperature detection cable and CSM host,and has high sensitivity and positioning accuracy. The surface temperature of power cable is got by the fiber cable,passed to the temper-ature detecting host computer for data analysis,and displayed the power cable temperature status and alarm on the CSM host. In order to verify the effectiveness of the distributed fiber temperature detecting system,a temperature detecting experiment was car-ried out in a domestic tunnel. The experimental results proved that the system can accurately response the real-time status of field running power cable,timely find and position the temperature abnormal points;when the cable surface temperature ex-ceeds the preset warning temperature value,the system outputs an alarm signal immediately to avoid the accident of the power line.%针对目前电力电缆安全中突出的火灾探测问题，提出了一种分布式光纤测温系统，该系统采用光时域反射技术和拉曼散射测温技术，由测温主机、测温光缆及CSM主机构成，具有极高的灵敏度和定位精度。

光纤温度传感器在电力电缆检测中的应用

情况会有所不同，这也导致不可能时时刻刻守着电缆。因此运用传感器可以解决这一问题，传感器将
实时数据发送到监控电脑，这样能够获取电脑的运行稳定状况。
同样准确，它使用了光时域反射的原理。同样在传感
一
、
光纤温度传感器原理
感器的价格要贵，这便要求我们不能每一处都用光纤传感器，而我们更多采用对的模式在电力电缆表
较为明显的测量数据，这也都是其他类型不Ｒ￣Ｐ－Ｌ拟
的。同样和光缆测温仪一样，拉曼传感器为了确保精度，传感器要尽可能的接近电Байду номын сангаас 缆芯的位置，这样测出的数据更加接近真实数据。
界影响更小。同时具备以上特点的光纤传感器还特
别轻小、柔韧，所以也便可以到处可用，解决了传
不同，也使它比电传感更能抗电磁干扰，又因为光
ＭｏｄｅｒｎＳｃｉｅｎｃｅ
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栅不是金属材质的，这也赋予它有更强的耐压抗腐蚀性，对于它的运行模式，我主要概括以下几点。首先光纤材质的传感器肯定会比其他材质的传
温度计算，最终得到精确的温度数据。
变化的光信号，光是一种相干性特别好的物质，这便让它更具特点，比传统的传感器都稳定，而又因为光的抗电磁干扰能力强，这也使光纤传感器受外
二、传感器的应用模式

光纤光栅感温火灾探测系统在电力行业中的应用

光纤光栅感温火灾探测系统在电力行业中的应用光纤光栅传感技术是现代光电技术的前沿科技，是光电技术应用到工业监控的最新成果。

这项技术的最大优势就是从数据采集到传输的全过程全部实现光传输，从而真正实现了无电检测，真正具备了抗任何强电磁干扰的能力，同时具备了极高的灵敏度和精度，并以绝缘高、体积小、质量轻、耐辐射、耐高温、耐腐蚀、对被测设备无任何影响等特点而著称。

因此非常适合电力系统的温度实时在线监测和线路结构健康监测。

光纤光栅温度传感器可以根据不同的被测对象设计出不同尺寸和形状的传感器，可以对开关柜内部触头、母线排、刀闸、变压器绕组、油、进出线端子、变压器外体、中高压电缆本体、接头、终端头实现精确的实时在线温度监测，对电缆隧道、变电站实施快速准确的火灾报警监控。

线路结构健康检测可以采用光纤光栅应变传感器、位移计、加速度计等测量铁塔或导线的相关指标，以便及时获得相关力学数据，为维护工作提供科学依据。

FBG1550光纤光栅感温火灾探测系统在电力测温系统的功能：1.为电力设备的温度在线监测提供了一种更快速、更精确、更全面的技术手段，实现了传统电力温度监测技术无法实现的监测功能和效果，是电力测温技术的重大突破。

2.对设备运行中的异常温度和过热现象能实现早期发现和预警，防患于未然。

3.直观显示电缆接头、终端、开关触头、母线等温度监测点的具体温度及位置名称，实现连续的温度监测；发生过热故障时，系统能提供准确报警并准确定过热位置。

4.系统可对被监测点的温度正常与否进行分析判断，根据温度变化趋势对可能出现的事故进行报警，具有定温报警、温升异常报警、报警事件记录和查询功能。

5.保存历史温度数据，作为运行经验的积累和事故分析的依据。

为真正实现由定期检修向状态检修发展提供直接可靠依据。

6.系统完全实现自身在线诊断功能，可在线显示每个温度传感器的工作状况，监视每个传感器是否处于正常工作状态或断路状态，并对异常位置进行报警。

7.系统设备维护简单，温度传感器防水、防电、防尘、防震，防辐射，可适应恶劣环境下工作。

光纤传感器在电力电缆分布式测温的应用

华中科技大学电气与电子工程学院光纤传感技术专题报告课题：光纤传感器在电力电缆分布式测温的应用指导老师：班级：学号：学生姓名：日期：专题报告评价与成绩教师签名：日期：光纤传感器在电力电缆分布式测温的应用1 光纤传感器光纤传感器是近几十年来迅速发展起来的一种新型传感器。

它具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、重量轻、能在恶劣环境下工作等一系列优点，因而具有广泛的应用前景。

光纤是利用光的全反射原理来引导光波的。

当光波在光纤中传输时，表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)，会由于被测参量(温度、压力、加速度、电场、磁场等)对光纤的作用而发生变化，从而引起光波的强度、干涉效应、偏振面发生变化，使光波成为被调制的信号光，再经过光探测器和解调器从而获得被测参量的参数。

光纤传感器可以按传感原理分为两类：一类称为功能型传感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用，即它具有传与感合一的特点；另一类称为非功能型传感器，它的光纤仅起传输的作用，而对被测信号的感觉则是利用其他光学敏感元件来完成的。

光纤传感器还可以按光波在光纤中被调制的原理分为：光强调制型、相位调制型、偏振态调制型和波长调制型等几种形式。

1.1 光强调制型这是一种利用被测量的变化引起光纤中的光强发生变化的光纤传感器。

能够引起光纤中光强发生变化的因素有；改变光纤的徽弯状态，改变光纤对光波的吸收特性，改变光纤包层的折射率。

下面分别讨论利用以上三个因素制成的光强调制型光纤传感器的应用原理。

1.1.1 改变光纤的微弯状态利用微弯效应制成的光纤位移传感器的原理如图1。

它是利用多模光纤在受到弯曲时，一部分芯模能量会转化为包层模式能量这一原理，通过测包层模式能量的变化来测量位移。

例如：利用这一原理制成的光纤报警器，其基本原理是光纤呈弯曲状织于地毯中，当有人站在地毯上时，地毯弯曲状加剧，引起光纤光强变化，产生报警信号。

1.1.2 改变光纤对光波的吸收特性x射线和r射线会使光纤材料的吸收损耗增加，从而使光纤输出功率减小。

(完整word版)光纤温度传感器的研究与应用

光纤温度传感器的研究与应用宋晓斌2011094141摘要: 分析了光纤温度传感器在温度探测中的优势，综述了光纤温度传感器的发展现状和应用。

分别介绍了分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器的工作原理和研究现状，详细介绍了各种传感器的特点及各自的研究方向。

关键词:光纤传感器温度研究现状应用Development and application of optical fiber temperature sensorSongXiao-binAbstract：The specific advantage of optical fiber temperature sensors in detecting temperature is analyzed。

De-velopment status and application of optical fiber temperature sensors are broadly discussed.The operating principle and Development status of several typical optical fiber temperature sensors based on distributed，Bragg grating，interference，fluorescence and bending loss，respectively,are introduced.The characteristic andthe future of the typical optical fiber temperature sensors are analyzed detailedly.Key words: optical fiber sensor；temperature；development；application1 引言在科研和生产中，有很多温度测量问题。

电力电缆监测中光纤温度传感器的运用

电力电缆监测中光纤温度传感器的运用摘要：光纤温度传感器在电力系统的应用需要注意的一点是使用过程中的热效应现象。

通过对多种方案的比较可以发现，利用光纤温度传感器在电力系统中的温度监控效果是最好的，所以光纤温度传感器在电力系统中的应用比较广泛。

本文对于光纤温度器的技术原理进行了分析，并针对当前电力系统中主要应用的光纤温度传感器的种类进行了介绍。

而且伴随着智能电网系统的发展，光纤温度传感器发挥的作用越来越大。

关键词：电力系统；温度检测；光纤温度传感器；应用分析伴随着我国电力系统的发展与改革，电力电缆现在在电力系统中的应用已经比较普遍。

而对于电力系统的温度检测，主要是通过光纤温度传感器进行检测控制的。

由于受到自然天气的影响，电力电缆在长期的应用过程中在物理、化学腐蚀、以及电磁感应的影响下，电缆的绝缘层会发生老化现象，进而导致电缆的温度出现变化。

通常情况下，当电缆的某一个位置因为老化或者其他原因被被击穿时，该位置的温度会迅速升高，通过光纤温度传感器可以对这种现象进行实时监测，及时发现问题，以免产生重大损失。

1、光纤温度传感器的工作原理光纤温度传感器的工作原理是在工作过程中，通过一种光信号，将需要被检测时物体转换为一种具有能够能检测到的特性变化的传感器与传统的传感器相比，光纤温度传感器体积更小、质量更轻便，而且灵敏度和柔性都更高，有很强的抗腐蚀和抗电磁干扰的能力，所以即便是在非常恶劣的工作环境中，光纤温度传感器也同样具有很好的工作效果。

与传统的温度传感器相比，光纤温度传感器的系统稳定性更强。

在光纤温度传感器中常用的原理有两个，一个是光纤光栅原理，另一个是拉曼散射原理。

光纤光栅原理主要是指在对温度进行检测时，利用布拉格波长的温度的依赖特性对温度的变化进行检测。

在具体检测过程中，每当光线通过光栅时，电脑会自动的记录下这一束光线的波长情况，然后根据系统中的分析程序对被测点的温度进行检测。

拉曼原理同样也可以对针对被测点的温度进行检测，但是与光栅原理不同，它主要是利用了光时域反射的原理，对于检测的温度比较准确。

光纤温度传感器在电力电缆监测中的应用

计，灵敏度提高为裸光纤光栅的３５倍，量精热．测度大幅提高，大温差保持在０５℃之内［最．４］。
２２拉曼温度传感器的应用模式．
纤的温度和应变变化量。因此，当光纤中的温度和应变发生变化时，导致以上参量发生变化，而会从
第３３卷第２３期３
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ＴｅｅｏｌｃｍｍｕｃｔｏｓｏＥｌｃｒｃｎｉａｉｎｆｒｅｔｉＰｏｒｙｓｅｗｅＳｔｍ
流量等影响，会导致电缆的绝缘老化或负荷的变化，而引起电缆温度变化。当电缆某个部位绝从如缘层因老化被击穿时，点的温度会升高，该监测该
ｌ～ ∈为光纤光栅的热光系数，常温下约为８３０；．× １；为温度的变化量，Ａ与 △ ０ △ △Ｂ呈线性关系，其比例系数约为１ｍ￣。０ｐ／因此，据光纤光栅波Ｃ根
ＡｔＳｏｅ散射光在光纤中的传输损耗；Ｔ，ｎｉｔｓ — ｋＲ（）
尺）别为与光纤分子低能级和高能级上的布（分居数有关的系数，温度的函数。是
由式（）式（）知，ｔｋｓＡｔＳｏｅ２和３可Ｓｏｅ和ｎｉｔｓ — ｋ

详细剖析光纤温度传感器的工作原理和应用场景

详细剖析光纤温度传感器的工作原理和应用场景
光纤温度传感器是利用光纤光纤作为传感元件，通过光纤的光学特性来测量温度变化的一种传感器。

光纤温度传感器的工作原理：
光纤温度传感器一般由两根或多根光纤组成，在其中一根光纤中注入一定量的光信号，另一根光纤则作为传感器测量信号的接收端。

光信号在进入传感光纤前会经过一个特殊的光纤中心，该中心根据温度变化会发生膨胀和压缩。

当外部温度变化时，会引起传感光纤的长度发生微小的变化，进而影响光信号的传输时间和强度。

接收端通过测量光信号的传输时间和强度变化来间接测量温度。

光纤温度传感器的应用场景：
1. 工业领域：光纤温度传感器可以应用于高温环境下的温度测量，例如炼油、钢铁制造、玻璃制造等工艺过程中的温度监测。

2. 环境监测：光纤温度传感器可以用于地下水温度的监测，可以帮助提供地下水温度的信息，用于环境保护和地热能的开发利用。

3. 电力系统：光纤温度传感器可以测量电缆、变压器等电力设备的温度，及时发现异常情况，以保障电力系统的安全运行。

4. 医疗领域：光纤温度传感器可以测量人体内部的温度变化，用于监测患者的体温，可以应用于体温监护仪、手术中的温度监测等场景中。

5. 空调系统：光纤温度传感器可以测量室内、室外的温度变化，用于空调系统的控制和自动调节，提高能源利用效率。

总之，光纤温度传感器凭借其高灵敏度、快速响应、耐高温、抗电磁干扰等特点，在工业、环境、医疗等领域中有着广泛的应用前景。

光纤温度传感器在电力设备安全监测中的应用

光纤温度传感器在电力设备安全监测中的应用摘要：光纤温度传感器能够有效地对电力设备的温度进行检测，因此被广泛地应用于电力设备的安全检测中。

虽然其具有一定的优势特点，但在实际应用过程中仍存在着一定的问题和不足，因此本文将就光纤温度传感器在电力设备安全检测中所发挥的作用进行分析和讨论，进而对其存在的问题提出相应的解决方案。

关键词：光纤温度传感器；电力设备；安全检测引言在电力设备检测的过程中，温度是表现其运行稳定、安全的重要参数之一。

通过对电力设备的温度进行检测能够获知电力设备在运行过程中是否存在故障，并能对其运行现状进行诊断。

光纤温度传感器近些年来在电力系统中以及广泛的被应用起来，常见于电厂以及变电站。

光纤传感器以其自身所具备的优势特点，在电力设备的温度检测中发挥着非常重要的作用。

一、概述光纤温度传感器是其在上世纪中期发展起来的一种新型的温度测量技术，它是以光信号作为传送信息的媒介，因此具有绝缘、抗干扰以及抗高压等优势特点。

相对于国内，国外在光纤温度传感器方面的发展已经有了很长的时间，并占据了很多的领域[1]。

近些年来，国内的光纤也快速的发展起来，通过不断地研究和开发，一些新型的光纤测温系统也逐步投入到生产应用之中。

依照光纤温度传感器的工作原理进行区分，可以将其分为功能型以及传输型两种不同的设备。

功能型的温度传感器中的光纤不仅担负着传感器的作用需求，同时也是其光信号的主要载体。

但是传输型的温度传感器则只能传输光信号。

二、设备测温原理利用光纤进行温度测试，其主要的测温原理在于设备内半导体吸收光谱的临界边缘会随着温度的变化而产生变化，进而导致整个半导体内的晶片光强度发生变化。

半导体作为吸收光的介质，它对光源的吸收率多与半导体所具有的禁带宽度有关系。

如果温度出现变化，那么由于热量导致的热膨胀以及温度上升会使整个半导体的晶格的振动状态出现变化，进一步引起半导体的禁带宽度出现变化[2]。

如图1所示。

图1.直接禁带半导体投射谱示意图三、温度传感器在电力系统的实际应用电力系统中的很多设备都需要对其温度进行测量，并获取对应的温度信息。

光纤分布式温度传感技术及其在电力关键点监测中的应用研究

ａｎｏｍａｌｏｕｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｓｙｓｔｅｍ
ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｉｎｃｉｄｅｎｔｓｃａｕｓｅｄｂｙａｎｏｍａｌｏｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｉｆｂｅｒｓｅｎｓｏｒ，ｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｓ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｈａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｒｅａｌ — ｔｉｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｎｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｔａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｏｐｏｓｅｄａｂｏｖｅｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｓａｎｄｐｒｏｍｐｔｔｈｅｋｅｙｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ

光纤测温系统在电缆运行维护中的应用

增加至７ｍ，６ｋ由于缺乏有效的技术手段，电缆运维工作一直处于被动局面，电缆的安全稳定运给行带来隐患。针对现况，宁供电公司第一套电西
力电缆光纤测温系统在１０ｋ１Ｖ景阳一公园一江河变电站输电线路的３相２回４ｋ进行全程温ｍ度在线监测，实现了电力系统１０ｋ１Ｖ线路电缆温度实时在线监测。通过对电缆实时数据分析和预测，电力电缆检修提供了准确依据。为
相互作用，生多种类型的散射。其中拉曼散射发是由于光纤分子的热振动产生一个比光源波长长
的光，称斯托克斯（ｔｋｓ光，Ｓｏｅ）和一个比光源波长短的光，为反斯托克斯（ｎｉｔｅ），称Ａｔ —Ｓｏｓ光反斯ｋ
程中末端光缆断裂，统在一个扫描周期内产生系声光报警，将信息发送至变电站职守人员及检可修人员手机上。软件界面弹出提示窗口，示光显断裂的时间和具体位置，工人员按照软件显示施很容易查找到断点，差在２ｍ之内，整条线路误为
托克斯光信号的强度对温度影响比较敏感。从光
波导内任何一点的反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例中，可以得到该点的温度信息，
利用光时域反射（ＴＲ）ＯＤ原理即通过光纤中光波
的传输速度和背向光回波的时间对这些热点进行

利用光纤对电缆实时温度监测的初探

；
分布式光纤温度传感器
。
引言
作为电力传输重要基础设施之电缆
，
一
缆温度超过固定温度值时
的短路
。
，
感温电缆被
，
成熟
，
国内外研制了产品并开始应用于
系统仅能
一
次性使用
不能测出
，
煤矿库
轮
、
、
隧道的温度报警
缆短时间过负荷能力
，
动态评估电
电阻都需要独立的接线
布线复杂且热
、
的热点检测；化工原料
照相材料及油
、
对于保障电缆的
敏电阻易损坏
备自检功能
3
．
、
维护量大
传感器不具
。
料生产过程在线动态检测；高层建筑智能大厦
、
、
火灾防治；油冷库
、
现在已经广泛应用在送变电各种
，
电缆的实际温度值；由于电缆数量多
油轮
危险品仓库
、
大型货
环境中
发挥着基础而又重要的作用
。
系统安装及维护工作不够方便损坏；不能进行早期故障预测时显示测量值
，
为
防燃
、
防爆
、
抗腐蚀
，
耐
熟应用
，
DT S
技术在我国的应用在近几

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光纤温度传感器在电力电缆监测中的应用研究
发表时间：2018-01-10T10:12:31.343Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：郑瑜
[导读] 摘要：针对电力电缆运行特征的监测与控制始终是电力技术研究的重要内容，准确高效的线路故障定位能够提升线路运行管理与故障预警及处理的实际效率，为电网的稳定运行提供有效支持。

（国网上海浦东供电公司 200122）
摘要：针对电力电缆运行特征的监测与控制始终是电力技术研究的重要内容，准确高效的线路故障定位能够提升线路运行管理与故障预警及处理的实际效率，为电网的稳定运行提供有效支持。

光纤温度传感器作为一种更为高效精确的测温装置，在当前的电力电缆监控中得到了有效的应用。

本文在阐述光纤温度传感器工作原理的基础上，分析了相应系统的整体功能，并提出了实际情况下的具体的应用，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：电力电缆；监测；光纤温度传感器
1光纤温度传感器工作原理
电传导是以电流作为传导媒介，同理光纤传感器是以光作为媒介进行的传导的，只不过它的传导过程比电传导更加复杂。

它是将变化的能量转化成变化的光信号，光是一种相干性特别好的物质，这便让它更具特点，比传统的传感器都稳定，而又因为光的抗电磁干扰能力强，这也使光纤传感器受外界影响更小。

同时具备以上特点的光纤传感器还特别轻小、柔韧，所以也便可以到处可用，解决了传统传感器无法再高压、强电流无法使用的窘境。

在目前的光纤传感器中大多应用了光纤光栅和拉曼散射等原理，光纤光栅是利用布拉格波长的温度依赖性进行监控温度的变化。

每当有光线通过光栅时，电脑就会记录下一系列的波长、温度等数据，然后根据事先编写好的程序计算出光纤传感器附近的温度。

而对于其他原理也可以计算出温度，如拉曼传感器的原理就和光纤光栅传感器不同，但并不意味着就无法保证了数据的准确性，拉曼传感器测出的温度同样准确，它使用了光时域反射的原理。

同样在传感器中也有用到了光纤的后向拉曼散射原理，这种原理是基于光在不同种介质中会产生非弹性漫射，而这传感器主要就是利用产生了不同的非弹性漫射波进行对温度计算，最终得到精确的温度数据。

2电力电缆温度在线监测系统功能分析
根据电缆接头数量多、集中性差的特点，系统采用“分散-集中-再集中”结构，系统硬件结构如图1所示，系统由温度传感器、测控单元、数据传输设备及上位PC机组成。

图1电力电缆温度在线监测系统结构
温度传感器安装在电缆中间接头处，测控单元从各温度传感器读出电缆接头的实际温度，处理后存入外部存储器SRAM中，上位PC机定时向各测控单元发出读取电缆接头温度数据的命令，各测控单元收到命令后，将存在SRAM中的数据上传给PC机。

当SRAM中的数据被PC机读取后，各测控单元会重新读取各温度传感器当前数据，进行温度数据更新。

PC机收到各测控单元温度数据后，即对数据进行分析处理、判断、显示、保存及打印等，并在温度越限时报警，提示相应电缆接头位置，以便运行人员及时排除故障。

2.1温度传感器的选择
温度传感器选用单总线数字温度传感器。

每个传感器有唯一的系列号，多个传感器可在同一条总线上。

具有独特的单线接口方式，支持多节点。

传感器测温时无需任何外部元件，使分布式测温系统电路结构和硬件大为简化，具有通过数据线供电、超低功耗工作方式的特点。

2.2测控单元
测控单元是整个系统最重要的部分，根据实际需求，系统可以包括1个或多个测控单元。

系统的测控单元采用单片机构成，用来完成传感器输出数据的采集、序列号的注册及与上位PC机的通信等。

由于1个测控单元要与多个温度传感器连接，且距离较远，为提高测控单元的抗干扰能力和可靠性，测控单元与传感器之间的连接由光电隔离和驱动电路组成。

每个测控单元还设计了1个登记注册端口并接至单片机，每个传感器在投入使用前必须事先进行注册，并将其惟一的序列号存入SRAM 中，以便使用。

这是当发生温度越限报警后快速定位的重要依据。

该系统内部每条总线连接不同单片机单片机分别进行单总线温度采集，采集到的数据和传感器的序列号通过GPRS网络传送到上位PC机中。

2.3数据传输
各测控单元与上位PC机之间的通信采用GPRS。

GPRS是在现有GSM网络基础上通过软件升级实现的，GPRS网络的出现克服了GSM 网络在数据应用方面的缺点。

采用分组交换技术，并增加2个服务节点。

提供无线系统上的数据业务，可以无缝接入Internet，具有永远在线、按流量计费、覆盖范围广及无需铺线等优点。

3光纤温度传感器在电力电缆监测中的具体应用
3. 1实时监控电力电缆表面温度
通过光纤温度传感器对电力电缆表面温度实时检测，可以实现对工作电缆的问题及时处理，防止在电厂站工作时出现重大的电力电缆由于温度过高出现的重大事故。

可以对电力电缆工作中出现的电力电缆事故进行定位，从而及时告诉工作人员事故位置可以更好的修护，
更快地让电厂恢复工作，使其可以更快地投入工作。

3.2实时监控电力电缆附属设备
该技术还可以对电缆或变电站等一系列相关产业的开关设备等一系列电力器械的温度进行实时的检测。

防止其在高速、高负荷的运转下出现器械的老化，从而出现工作的安全隐患，引发火灾。

并且研究发现，发电厂和变电站的70%的重大火灾事故主要是由于器械老化导致其温度过高引起的，从而利用光纤温度传感器在防止各种环境因素的干扰下对此进行实时的检测。

及时处理温度过高的零件器械。

3.3实时监控电厂和变电站工作温度
对于整个电厂在故障点的检测情况进行实时的汇报，并且可以实现进行火灾的报警。

可以对整个电厂站的安全奠定了基础，对所出现的问题可以及时地解决。

如若发生重大的事故通过自动的火灾报警功能防止经济和人身安全的重大损失。

3.4实时监控电力电缆地下隧道与夹层火情
对电力电缆所过的地下隧道和夹层进行火情的检测，当温度过于正常温度进行火情的报警处理，并且通过测量电缆的表皮温度，实时和准确地检测出在整个运输的过程中出现的工作异常位置。

可以及时地进行点对点的处理，而不是投入大量的人力和物力进行大面积、长距离的检修。

结语
综上所述，光纤温度传感器作为一种新型的电力电缆监测设备，具有较高的监测精度与信息传输效果及利用率，代表着电力电缆监测技术的发展方向。

电力行业工作者们重视这项技术的实践与应用，对其进行深入的研究分析，准确把握技术应用要点，提升光纤温度传感器的使用效果，强化电网运行监测管理工作的有效性。

参考文献
[1]唐靖. 光纤温度传感器在电力电缆检测中的应用[J]. 今日科苑,2015,(05):85-86+91.
[2]王虎,李永倩,李欢,何青尔. 光纤温度传感器在电力电缆监测中的应用[J].电力系统通信,2012,33(03):56-60.
[3]贾书丽,姚国珍. 光纤光栅传感器在电力电缆测温系统中的应用[J]. 广东电力,2011,24(06):61-64+100.
[4]蔡桂荣. 应用光纤传感器定位电缆故障的方法[J]. 电线电缆,2011,(02):31-38.。