变电站光纤测温技术的介绍

探头
光纤，不怕干扰，不怕高压， 电子传感器，有电路通道，极易受电磁 没有击穿、烧毁等担心。 干扰，对与高压设备的绝缘要求特别
高。检修维护很难。
检测信号输出
光信号，不受电力设备的电磁 弱电信号，极易受到电磁干扰。 干扰。
信号通道
光纤，探头与信号通道一体， 电路，对与高压设备的绝缘要求特别 不怕干扰，不怕高压，系统简 高。检修维护很难 单安全。
其原理和结构框图如下所示。
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分布式光纤感温在线故障预警系统
JTWN-LDC-XX-FR01
分布式光纤温度监测系统的原理示意图
3．2 系统特点
分布式光纤温度监测系统的结构框图
◆ 测温、定位特性：
光纤即是温度传感器又是通信通道，由于光纤有良好的绝缘特性（光纤工频耐压强度：每 150mm
长的光纤，可耐压 67kV，雷电冲击电压 133kV/125mm）和可绕曲性，直接敷设在一次带电设备的表 面或关键部位，对运行设备的温度进行实时在线检测，过 热 故 障 的 早 期 预 测 ， 防 患 于 未 然 。 发生过热故障时，系统能提供报警并准确确定过热位置，指导检修工作。
较易损坏的缆体需与被测体以正玄 波紧贴的方式进行多路敷设，安装 相当复杂。新增电缆的扩容安装难 度大
与国外同类产品的比较
比较内容 分布式光纤感温故障预警系统
技术水平 掌握该类产品技术并生产该产品，国际上目前只
有 3-4 个国家。技术水平、技术指标和工程实例
基本相当。
软件
用户定制软件，以适应用户的个性化要求。在用
8、 为 运 行 部 门 、检 修 部 门 、生 技 部 门 、安 监 部 门 等 提 供 设 备 运 行 数 据 和 图 表 ， 使得心中有数。
9、
三、JTWN-LDC-XX-FR01 分布式光纤感温在线故障预警系统简介
3．1 原理简介
分 布 式 光 纤 温 度 监 控 系 统 的 原 理 是 利 用 激 光 在 光 纤 中 传 输 能 够 产 生 背 向 散 射 ，在 光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中传输的同时不断产生背向散射 光波，这些背向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散 射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显 示出来，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。
通信协议 售后服务
通信协议开放或由我方及时给予技术支持，组成 更加综合的系统 售后服务及时，免费。保证 24 小时赶到现场。 公司任命、专门负责该项目的工程师。
技术协议不开放，很难于其他系统 兼容 售后服务时间慢，收费高。
每年公司派专人对设备及其使用情况进行为期 4 天的检查。
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分布式光纤感温在线故障预警系统 性能价格比 系统性能稳定可靠，价格低廉。
◆分布特性： 分布式温度监测系统，可连续动态监测长达几公里范围内每隔 2 米各点的温度变化信号，可任意
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分布式光纤感温在线故障预警系统
JTWN-LDC-XX-FR01
设置温度报警值。主机可以带多路 2 公里长的光纤。 ◆先进性：
该系统是电力系统在线温度监测最有效的手段，在国外已经取代传统的线性感温材料，在技术上 已非常成熟完善；
户使用过程中，可以根据用户需要，及时修改调
整软件界面及操作方式。软件升级方便快捷，全
部免费。
网络
温度数据库结构开放，方便用户进行二次开发。
利用现有局域网，传递温度信息，简单可靠。
国外同类产品
出厂软件，无法适应用户个性化要 求；软件呆板，升级和修改都需要 付出昂贵的费用。 温度数据库不开放，不能开发，网 络系统复杂，故障率高，难以维护
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分布式光纤感温在线故障预警系统
JTWN-LDC-XX-FR01
探测光纤安全、可靠，采用光信号，不会与动力电缆之间产生相互电磁干扰。
3．3 系统指标
距离测量范围：每条光纤可测量 0~2000 米；系统可带多路光纤
温度测量范围：-30℃~120℃
温度测量精度：±2℃
距离定位精度：±2.5 米
测量时间：<4 秒/km （每路）
变电站分布式光纤感温在线故障预警系统
一、 概述
变电站是非常重要的能源中转基地，安全、可靠、经济供电至关重要。根据国家电力安全事 故通报统计，全国每年多次发生的电力事故，导致大面积停电、被迫停机，给企业造成重大经济损 失和重大社会影响，许多领导（或投资者）也因此遭到了无妄之灾。而这些事故的根源多以设备过 热和电动力所致。设备长期恶性循环过热，往往是大型事故的隐患,这也是企业管理者和工程师们长 期头痛而没有很好办法解决的问题。
JTWN-LDC-XX-FR01
系统价格高，性能价格比低
配件
备品备件保证不超过购买系统时的价格。
备品备件价格昂贵，用户承担困难。
四 变电站电气设备分析
1） 发电机通 过高压 断路 器至主变 压器的 母线 ，由于发 电机出 口电 压相对 较低，电流非常大，稍有接触不良，将会产生大量热量；断路器的动 静触头及引流线也是容易发热的地方，而这种过程形成恶性循环，是 易出现故障的地方。
该系统的主机通过 PC 在 WINDOWS 环境下由工程师调试编程来完成。设定区域长度及报警点， 系统整定均可采用 WINDOW98TM 以上版本软件来完成。 ◆准确性
该系统的温度分辨率达到 0.5℃,温度精度±2℃; 系统主机内的激光发射装置每秒钟会发射上万次的光脉冲,并将取样温度的平均值输出到显示 系统,基本消除随机误差. ◆灵活性 监测系统提供的是一个连续的动态监测信号,系统可设置多级温度点报警,如 30℃初报警,40℃ 预报警,50℃采取措施等,并且可以根据环境不同进行修正; 针对事故发生前的温度变化率大的特点,在报警设置中可设置温度变化率阀值,当检测到温度变 化率大于该值时发出报警信号,并提供相应的信号输出.两种报警条件，只要满足一条，系统就会立 即产生报警。 可根据现场要求对取样间隔进行调整; 报警控制区可编程,并可按照用户的要求进行设计,每一系统可针对环境变化设置 500 个不同报 警控制区域. ◆扩展性: 适用多路光缆，可以增设光路切换开关，进行光路自动选择与测量，最大为 8 路。 ◆兼容性： 系统可以通过 RS232、内置继电器等输出形式与 PC、消防报警系统、SCADA 等其他控制设备进 行互连，在消防应用中可与火灾报警控制器等系统进行联网，提供信号进行声光报警，信号输出准 确、完整。 光纤分布式温度监测系统可根据不同报警区分段、分级输出信号、以适应不同控制盘的需要。 ◆安全性： 光纤分布式温度监测系统具备安全记录功能，可储存系统运行以来的所有历史数据； 如果光纤受损，系统可以定位受损点，具有自诊断功能，并通过光纤熔接机对其进行熔接，这 对于有效的实施在线监测是非常重要的；
很高。该系统能提供一年来大量科学的数据，使您对电气设备进行状态检修，大大地节
约检修费用和管理费用，大大地降低检修事故率，提高了供电可靠性。 5、 网 络 化 管 理 ，数 据 共 享 ，使 您 在 办 公 室 就 可 以 知 道 现 场 设 备 运 行 情 况 ，大
大 地 节 省 了 工 作 时 间 ，减 轻 工 作 压 力 ，工 作 效 率 数 十 倍 的 增 加 ，降 低 管 理
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分布式光纤感温在线故障预警系统
JTWN-LDC-XX-FR01
3．4．2 功能比较
报警方式
光纤感温预警系统 可综合利用设置多级温度报警/温升速率/温升趋 势来进行连续监测，可在任何时间准确显示任何 一点的温度状态，在火灾发生前早期预警
线性感温产品 固定温度报警点；被动等待设定的 报警温度；报警往往已形成火灾
信号处理技术
检测：光电技术； 传输：光信号 处理：高速数字技术
检测：模拟电子； 传输：弱电信号 处理：数字技术；
系统可靠性
高，取决与主机。
低，受探头、信号传输通道、主机等全 部设备影响。
其他特点
不带电，抗射频和电磁干扰、 技术成熟、已被广泛接受。 防燃、防爆、抗腐蚀、耐高压 和强电磁场、耐辐射，能在各 种有害的环境中工作。
二、 JTWN-LDC-XX-FR01 分布式光纤感温在线故障预警系统可以实现：
1、 高压电缆长期运行，绝缘老化形成局部放电，局部放电恶性循环造成电缆爆炸和火灾； 该系统在线检测高压电缆的实时运行情况，长距离多点准确定位局部放电的位置和局部 放电的状态。将事故消除在萌芽状态。
2、 电 缆 头 、 电 缆 中 间 连 接 处 温 度 过 热 ， 造 成 爆 炸 和 火 灾 ， 该系统在线检测高压 电缆头、电缆中间连接处的实时温度情况。将事故消除在萌芽状态。
分布式光纤感温故障预警系统彻底地解决了这一疑难杂症，实现了电力系统一次运行设备的 实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，防止事故的发生，真正地作到防患于未然。其 次也为今后实现状态检修，提高检修效率，大大降低检修成本和管理成本起到关键的作用。变电站 使用目前国际先进的分布式光纤温度在线故障预警系统将会给安全运行带来很大的效益，将会得到 良好的经济回报和社会效益的回报，是非常必要的。
事故判断
智能化的系统，准确及时判断温度变化的类型， 无附加特定装置时不能准确确定事
显示事故点温度读数及位置。（精度：±0.5℃-± 故点位置，只能判断火警区域。无
2℃，1m-4m）
法反映温度资料。
使用及维护 长期使用 安全可靠
安装
长距离监测（10 公里或更长）用一根光复位，不损伤光缆，并因 其材料特殊，寿命极长
成本。 6、 该 系 统 智 能 化 判 断 偶 发 性 意 外 火 灾 和 事 故 ，与 消 防 系 统 连 动 ，使 您 遇 事 不
慌，将损失减小到最低限度。
7、 该 系 统 是 目 前 国 际 上 最 先 进 的 高 科 技 产 品 ，性 能 高 ，功 能 强 ，服 役 时 间 长 ， 一劳永逸，是企业安全、生产、经济运行的保护神。是传统式测温系统、 感 温 电 缆 、红 外 测 温 仪 、红 外 成 像 仪 等 产 品 无 法 比 拟 的 ，不 可 同 日 而 语 的 。
不受电磁干扰，综合智能判断，无误报。因其不 带电，故使用于特殊危险场合
监测长度有限，多路部线分区，系 统相当复杂，故障率高，难以维护 报警后系统损伤，不可重复使用以 及采用的材料的原因，使其寿命较 短 因其绝缘皮老化和电磁的干扰等诸 多因素的缘故，经常产生误报，并 因其带电，故不适用于特殊危险场 合
设备过热的主要原因不外忽是设备质量问题、工程质量问题、运行质量问题、设备长期运行 老化问题和技术手段问题等，而技术手段滞后于生产力发展要求的事情屡见不鲜。例如在变电站中
高压开关柜的动静触头及其他连接处、电缆接头、电缆中间连接处、高压电缆的局部放电等位置过 热是大型事故发生的主要隐患,也是事故多发的重灾区，如何实施在线检测？检测设备如何
光纤耐压强度：工频耐压 67kV/150mm，雷电冲击电压 133kV/125mm。
3．4 分布式光纤传感系统和传统传感器的比较
3．4．1 性能比较
比较内容
分布式光纤感温故障预警系 统
传统传感器
传感器分布特性
检测点连续，可以全面检测被 检测点间断，只有检测探头接触的点， 监视对象的各点的情况。检测 才能被检测。检测范围小。局限性很大， 范围大。可测到封闭式开关 无法测到封闭式开关柜内各点的温度。 柜内各点的温度。
安装在高压带电体上？如何进行设备安全预测和温度趋势变化分析？如何通过实时数据对设备质 量、工程质量、运行环境、运行方式、设备老化疲劳状态、负荷不平衡等进行科学分析？多少年来 由于技术水平的限制使电力系统安全运行水平受到一定限制。虽然曾利用红外测温仪、红外成像仪、 感温电缆、传统的点式测温系统希望解决上述问题，但都无法实现开关柜内如断路器﹑ 刀闸联接点 和触头测温；对全封闭金属铠装柜更是无能为力；无法检测高压电缆的局部放电问题，无法实现在 线检测，无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据，无法将故障、事故消除在萌芽状态。
3、 开关柜中动静触头，由于长期运行可靠性和接触性变差，形成过热，造 成 爆 炸 和 火
分布式光纤感温在线故障预警系统
JTWN-LDC-XX-FR01
灾 ， 该系统在线检测高压电缆头、电缆中间连接处的实时温度情况。将事故消除在萌
芽状态。 4、 目前电气设备的检修是计划检修，工程量大，花费的人力、物力、财力很高，出事率也