光纤测温系统电力电缆应用

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电力电缆 —光纤安装
光纤可以安装在电缆内部或外部
Inside Cable
优势
更加接近导体 测出的温度更加准确 适合于排管
Outside Cable
劣势
熔接困难 更大的光纤损耗
优势
易于安装 更少的光纤接头 更低的成本 光缆可后安装，可替换
劣势
离电缆芯更远 更加复杂的模型
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零卤，低烟热塑材料 IEC 60332-3C -80 ~ 700 ℃ (取决于光纤)
1-4光纤可选
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光纤类型
紫外光固化丙烯酸酯
紫外光固化双丙烯酸酯 聚酰亚胺 铜+聚酰亚胺 铝 铜合金 黄金
0℃ 150 ℃ 300 ℃ 450 ℃ 600 ℃
100℃
150 ℃ 400 ℃
450 ℃ 600 ℃ 700 ℃
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系统功能
系统参数设置
数据采集显示 报警温度、监测区域设置等 显示每条测温光缆的温度曲线 指示温度异常的位置 定温报警、差温报警、升温报警 支持TCP/IP、MODBUS协议，可远程监控、维护 RS232、RJ45、I/O接口，与其他设备连接 内置蓄电池
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动态载流量分析系统（DCR）
DCR系统接收来自OFDTS测量得到的电缆表面温度以及电缆环境温 度信息以及来自SCADA系统的电缆负载信息，采用实时热模型和算 法，将测量得到的温度实时地转换为导体温度，同时计算分析动态额 定载流量。 其主要输出包括： 实际导体温度 过热点 最大容许的稳态额定载流量 最大容许的短时额定载流量，如24小时、6小时、1小时等 告警等
监测能力
安全性
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与感温电缆比较2
OFDTS 感温电缆
报警方式
多种报警方式，多级温度报警，定温、 出厂已设定，被动等待报 差温等，且可以根据实际情况设置。在 警温度。报警往往已形成 火灾发生前早期预警 火灾 光缆不受事故的影响 一旦报警，需更换新电缆
重复使用
使用寿命
可达30年
空间定位
多重报警 联网功能 通信接口 断电保护
探测光缆
不锈钢管内护套 低烟无卤外护套
结实，可靠，易于架空和管道安装
重量
不锈钢管直径 外部直径 线性碾压力
25kg/km
1.8mm (2-6mm可以任意定制) 4mm 30kg/cm引起~0.3mm的变形
抗拉强度
材料 标准 温度范围
1000N
SCADA 系统
电缆负载 传感光缆 电缆 Power Source
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技术特点
• 有效地对电缆温度进行实时监测，对电缆 温度过高或温升速度过快进行报警；并实时 确定电缆导体线芯实际工作温度
• 在监测数据和负载状况的基础上动态计算 电缆额定载流量，实时评估电缆短时间过负 荷能力，保障电缆的安全使用和电缆传输能 力的优化利用。
探测光缆
Fiber optic cable outside trefoil
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电缆桥架上的安装
动力电缆 光缆
将光缆沿着桥架上电 缆正弦铺设
电缆 桥架
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开关柜中的安装
光纤绕盘
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光缆安装
在电容器处的安装 测温光缆在电缆连接处的安装
分布式光纤温度传感系统 在电力电缆中的运用
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擎宇科技
主要内容
1 2 3 4
技术原理
产品介绍
运用实例 方案比较
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技术背景
光纤用于传感的优势
可靠性强，使用寿命长 包层 完全电无源，本征安全 纤芯 抗电磁干扰、抗腐蚀 能在恶劣的化学环境下工作 耐温性好 传输距离远
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技术原理源自文库
光在光纤中的Raman散射改变光波波长
Raman散射光只对温度敏感
分布式光纤温度 传感技术
领先的光时域反射技术（OTDR）
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系统框图
光纤滤波器1 激光器 光纤滤波器2
输入信号
激光器 驱动 探测器1
参考信号 探测器2
反向喇曼 散射信号
多模光纤
涂覆层 护套

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技术原理
擎宇 DTS利用Raman效应来测量光纤长 度内的温度。 激光脉冲在光纤中传播。光会反向散射 回DTS系统，通过测量反向散射的斯托 克斯（Stokes）光信号和反斯托克斯 （Anti-Stokes）光信号的强度，可以确 定温度。 与雷达回波类似，通过测量返回的光脉 冲的到达时间，可以确定温度读数的位 置(OTDR)。
与感温电缆比较1
OFDTS
原理 测量距离 Raman-OTDR 10km，最长可达30km
感温电缆
导体短路 通常200-300m
误报率
探测部分为光纤，本征无源，不受任 何影响。中间环节少,误报率最低 连续监测显示沿光缆所有点的温度状 态，可定位 自身不带电，无隐患
中间传输环节较多,受雷 击影响大,误报率较高 不能定位，通常只有门 限报警温度 受水，局部发热，误报
Golay 发生器
AD转换
处理系统
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技术优势
完全分布式测量 测量距离远
光缆几十年免维护
光纤
集成和安装简便
光缆可以耐受严酷的环境
温度测量范围大
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性能参数

多模光纤 测量距离上升到10km 温度分辨率: 0.1℃ 温度精度: 2 ℃ 空间分别率：1m 测量时间：4s/km 实时温度校准，重复性高
外材料为有机材料，易老 化
复杂性
安装
系统简单，光缆＋主机
安装简单,不需引线,安装调试方便
系统复杂（多根电缆，信 号线）
安装复杂,需布设电源线， 信号线,智能模块，施工 难度大
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擎
宇
科
技
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电缆温度和动态载流容量监测
变电站/控制室
控制中心
DTS
Network
Modbus 继电器输出
PLC
SCADA
感温光纤 高压电缆
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电缆温度和动态载流容量监测
系统总体结构
电缆表面及 环境温度 分布式光纤 温度测量主 机 动态载流量 分析系统
电缆载流量
750 ℃
涂敷材料 &最高承受温度
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高温光纤
铝涂覆层 62.5/125/160 um
铜涂覆层 62.5/125/165 um
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电力电缆监测
电力设备的温度监测 电缆隧道与电缆夹层的温度监测 电缆状态的监测 探测及鉴别电力电缆的热点 变电站和开关柜的温度监测 其它监测
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网络结构图
内部MIS网络或局域网
RJ45
串行通讯
本地显示器
测温主机
感温光纤
10kV 开 关 柜1
10kV 开 关 柜n
高 压 配 电 室
电 缆 夹 层
电 缆 桥架/ 隧道
高 压 电 缆
变 压 器/室
电 容 器/电 抗器
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光缆安装
电缆管道的安装：将光缆 安装在三叶电缆中间 电缆隧道的安装：将光 缆悬挂安装于隧道顶部