电缆分布式光纤测温系统的工程及应用

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经过验证，按照工程需求，得到的效果满足预 期。
7 结论
1.电缆分布式光纤测温系统中工程的工作是整 个系统最后好坏的重要组成部分，需切实采取办法， 使得工程与电缆分布式光纤测温系统有机组合，才 能达到预期效果。本文涉及的工程，经过一段时间 运行以及完善，已达到项目预期目标。
会议论文
詹乐明，种鹏蛟，王喜星. 电缆分布式光纤测温系统的工程及应用
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电缆分布式光纤测温系统的工程及应用
詹乐明，种鹏蛟，王喜星 （国网电力科学研究院，武汉 430074）
摘 要：介绍了电缆分布式光纤测温系统的基本技术原理和在某工程实际施工中主要工程难点；结合电缆实际情况， 对电缆分布式光纤测温系统进行了安装调试，根据实际需要，对一些技术细节进行了补充和完善，得出了电缆分布 式光纤测温系统适宜在电力电缆的广泛应用的结论，同时需要制定工程的配套制度和工作流程。 关键词：电缆分布式光纤测温系统工程；电缆回路；光缆敷设
光纤敷设中采取的措施 电缆分布式光纤测温 系统工程中光纤敷设的要点在于，敷设光纤前，需 要根据电缆沟走向图和电缆沟内实际情况选用光缆 穿放的管孔的大小和对其位置进行核对。 4.2.1 管孔 管孔的大小直接影响到电缆层的安全， 必须注意孔不适宜太大，大了不易封口。如果管孔 的口没有封好的情况下，容易给小动物（老鼠、虫 类）留下活动的空间，这样长时间以后对电缆的安 全是会有很大的影响的。管口不适宜过小，太小或 者恰好只能通过光纤时，容易对光缆造成物理性损 伤，如果在施工的过程中光缆损伤了，那么将造成 这一根连续的光缆不能使用，造成很大的经济损失。 在实际中，管孔的大小以直径 1 到 2 厘米为佳。光 缆穿过管孔完成后，需要将管孔封堵严密，防止水 份透过以及小动物从中爬过。 4.2.2 打背扣 光纤敷设时，为防止打背扣情况的发 生，需要使用两个人，一个人在卷轴处放光缆，另 一个人用拉绳牵引光缆，采用“前走后跟，光缆上 肩”的方法。其中，牵引力不能超过光缆允许的 80%， 瞬间最大牵引力不超过 100%，防止拉坏光缆。牵引 力加在光缆的加强件上，并且需要用人值守帮助牵 引，在整个敷设过程中，要求组织严密，有专人统 一指挥，防止因为牵引力不同步或者移动不同步造
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2010 电力电缆状态检修技术交流会会议手册
再进防火层，再由地下电缆楼层沿电缆沟到达GIS 电缆引出线位置。然后引至电缆C相，沿A相铺设路 径铺设C相。再用同样的方法将这一通道内的其它线 路铺设完毕。
4 电缆分布式光纤测温系统工程难点
4.1 光纤敷设 电缆分布式光纤测温系统工程的主 要难点在于光纤的敷设，光纤的敷设直接影响到测 量到的温度与精度的关系。而光纤的敷设需要注意 光纤本身的问题，包括光纤敷设的要点和防止光纤 打背扣以及防止牵引时受到损伤的问题。
该技术适用于电厂、变电站、高压电缆线路等 电力系统。由该技术集成相关软件组成的电缆光纤 测温系统，采用模块化设计思想，配置灵活，贴近 工程应用，有效帮助操作人员管理运营系统，有助 于降低经营费用和资本开支。
3 某变电站电缆分布式光纤测温系统的工 程概况
图1 电缆光纤走向图
其中一个通道光缆走向图：
电缆分布式光纤测温系统的测温光纤采用2芯 多模光纤（50/125um），而2芯多模光纤既是传感光 纤也是数据数据传输光纤。实际应用中由于电缆回 路较多、各回路距离不等长，所以需要测温主机能 够迅速准确的测量感温光纤上的温度，光纤各回路 电缆走向如图1，每回路铺设一条光缆，采用紧贴电 缆表面的敷设方式。
度或者做为融解点把两段光纤融到一起的作用。测 温光缆环（余量部分）的长度（起始端到尾端的展 开长度）为 5 米、10 米为好，也可以根据实际需要 进行配置。 5.5 光纤敷设中需要特别注意的地方 5.5.1 测温光缆环起始端和尾端的光缆弯曲处的弯 曲半径应不小于光缆直径的 10 倍，以免损伤测温光 纤。 5.5.2 光缆拐弯时，弯曲半径应大于 5 厘米。 5.5.3 光缆接头处使用光缆接头盒。光缆接头盒、终 端保护盒应具备高防水密封性能，光纤光缆接头盒 绑扎固定在电缆侧面，不得放置在地面或支架上。
度值（°C） 温度值（°C） （°C） 离位置（米） （米）
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6.4 选取第四通道第十四回 101 米处，温度和位置 进行对比。
红 外 测 温 温 主机测到该处 差异 主 机 显 示 距 差异
度值（°C） 温度值（°C） （°C） 离位置（米） （米）
2.电缆分布式光纤测温系统工程要求施工人员 认真细心，根据实际情况作出相应的调整，做好记 录，并和现场核对，同时勘察现场必须仔细，对细 节部分应做好策划工作。
3．电缆分布式光纤测温系统工程是电缆分布式 光纤测温系统的基础，工程质量决定整个系统的质 量，是不可忽视的重点，工程完工的记录应完整无 误，这样为后期的相关处理带来方便。
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5.3.3 固定夹具的使用 当电缆品字形摆放时，采用 固定夹具、将测温光纤紧密地附着在各相电缆上， 并通过金具尼龙绳、胶皮进行绑扎固定，确保光纤 与电缆接触紧密稳固。如图 5.3 所示
红 外 测 温 温 主机测到该处 差异 主 机 显 示 距 差异
1 引言
电力电缆的温度是反映其运行状态的重要参数。 通过对电缆表面温度进行测量和监视,可以全面了 解其绝缘老化情况、准确评估其工作状态、及时发 现其故障隐患,对提高电缆运行可靠性、减少故障发 生次数、降低故障损失具有重要意义。电缆分布式 光纤测温系统工程采用光纤外敷电缆表面的方法， 通过光的反射监测电缆沿线的温度。施工中的质量 直接对测温系统的运行效果具有至关重要的作用。
6 电缆分布式光纤测温系统工程效果
工程施工完毕后，对工程效果进行验证。对四 个通道不同回路中随机选取的光纤余量，每个通道 选取一个回路。根据要求，光纤被加热到的温度和 测到的温度值差异不能超过一度。 6.1 选取第一通道第一回 50 米处，取光纤余量放入 恒温水箱，加热后对温度和位置进行对比，主机显 示距离为 51 米，距离差为 1 米，具体如下：
电缆分布式光纤测温系统的工程及应用
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有的电缆一回三相，它们是用抱箍保持在一起的， 光纤沿电缆走的时候，会遇到有些抱箍（如从楼上 引至地下室下部分）没有空间穿光缆，这时候可以 在抱箍外跨越。有些抱箍（如地下室和隧道部分） 有穿过空间，这些地方则先铺光缆然后逐个抱箍解 开放置光缆再装上。 5.3 保证光缆紧贴电缆表面的方法
实际应用中，光纤沿电缆表面距离一长，就很 有可能会不能保证光缆紧贴电缆表面，这样很可能 会造成测到的温度不是电缆的温度而是周围沙石或 者空气的温度。采用将测温光缆敷设在电缆的表面， 安装过程中要确保光缆紧密的与电缆接触。 5.3.1 距离的要求 安装过种中，每隔 0.5-1m，通过 扎线将光缆固定在电缆上，同时确保光缆不能承受 比较大的应力。在光缆外面用尼龙绳或尼龙带捆扎， 使之充分贴附于电缆接头上。电缆的摆放不同，绑 扎也不同。 5.3.2 当电缆单独（单条）摆放时，直接采用尼龙绳 及尼龙扎带绑扎固定，保证光纤与电缆接触紧密稳 固。
5 工程施工中碰到的一些问题及处理
在工程应用中，光纤沿电缆表面敷设，但是电缆 并不是一顺到底，电缆段间有防火墙，光纤也不是 随便沿着电缆拉过就行。为保证测量到的温度的准 确性，和工程的安全性，必须根据实际情况来做一 些调整。 5.1 光纤穿越电缆与电缆之间的防火墙
光纤穿越防火墙时，既要保证光纤的顺利通过也 要保持防火墙本身的作用不受到太大的影响。实际 中的做法是在靠近高压电缆2cm处穿一个10mm孔洞， 让光纤（直径5mm）穿过后，再往空洞内回填防火材 料封堵。 5.2 光纤穿越电缆抱箍
成光缆损伤。 4.2.3 光纤的牵引 在工程施工中，为保护光缆在牵 引过程中不受损伤，所以在光缆穿入管孔或管道拐 弯处与其他障碍物有交叉时，采用导引装置或喇叭 口保护管等保护。在敷设时，当处于转弯的时候， 在牵引端头和牵引索之间加装转环后，有效地防止 了在牵引过程中发生扭转而损伤光缆。同时，根据 需要可在光缆四周加涂中性润滑剂等材料，以减少 牵引光缆时的摩擦阻力，从而减少光缆受到的摩擦 损伤。为减少光缆扩张力和提高施工效率，光缆一 次牵引长度不宜大于 30m，布线时从中间开始向两 边牵引，并每隔 1m 采用扎带固定于电缆表面。
红外测温温 主机测到该处 差异 主机显示距 差异
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6.2 选取第二通道第七回 55 米处，对温度和位置进 行对比
红外测温温 主机测到该处 差异
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6.3 选取第三通道第十一回 89 米处，温度和位置进 行对比。
图5.3 电缆两种不同的摆放的光纤的敷设的方法
5.4 测温光缆的余量留多少比较合适 测温光缆的余量是用来检验测量的温度的精确
电缆分布式光纤测温系统工程工作量主要包括 电缆沟埋沙清理、光纤敷设、穿越防火墙、补充新 沙和重新掩埋。其中，埋沙清理是很容易被忽视的 环节，多数人只注意到了快速把沙从电缆沟挖出来 就行，而忽视了很重要的一个问题——电缆表面的 安全问题。把沙从电缆沟中移出来时，一般是用的 铁锹，这个时候要尤为注意，不能伤到电缆，当挖 到离电缆2至3厘米的时候，此时不能再使用原来的 铁锹，而要使用特制的小铲，这样可以避免因为不 小心或者是没有留神的情况下，伤到电缆表面的绝 缘性能甚至电缆内部线芯。 4.2 工程难点的具体应对方法
回路和两组环境测量回路。其中，每个通道引一根 光缆至四楼中控室内。
各通道内光缆采用串接方式。其中主要工程量 为穿越防火墙和沙地、电缆沟埋沙清理，补充新沙 及重新掩埋。
2 电缆光纤测温技术
电缆光纤测温是光纤敷设于电缆表面，使用基 于经过验证的拉曼时域反射技术和 OTDR 光时域反 射技术，利用反射光与温度的关系，通过测量反射 光的大小来监测光纤沿线的温度。
大致分配如图： 第一通道测量第1~6回路；第二通道测量第7~10 回路；第三通道测量第11~13回路；第四通道测量14
光缆从中控室内电缆竖井直接下到3楼GIS电缆 引出线位置，沿电缆沟引进地下电缆楼层，经防火 层再进电缆隧道、再通过沙地铺设，再进电缆沟， 最后从电缆沟引上电缆升空架，再绕到B相电缆升空 架处往下进电缆沟，再通过沙地铺设、经电缆隧道