电缆隧道光纤测温技术方案

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电缆隧道分布式光纤温度监控系统
一、概述
1、 设计分布式光纤火灾报警系统的目的和原则 (1)目的：为了及早发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保障正常的生产生 活，保护人身和财产安全，因此重要大型建筑及高层建筑群必须考虑设计安装 火灾自动报警系统。 (2)原则：安全可靠，使用方便，技术先进，经济合理。
电缆隧道分布式光纤温度监控系统
电缆隧道分布式光纤温度监控系统
技术方案
广州神科光电科技有限公司 2012 年 2 月
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电缆隧道分布式光纤温度监控系统
目 录
一、概述 ...................................................................................................................................................... ３ 二、系统简介 .............................................................................................................................................. ４ 1、系统概述 ........................................................................................................................................ ４ 2、产品特点 ........................................................................................................................................ ６ 3、产品技术指标 ................................................................................................................................ ６ 4、功能与特点 .................................................................................................................................... ９ 三、系统设计 .......................................................................................................................................... １２ 1、设计范围和原则 ........................................................................................................................ １２ 2、考虑因素 .................................................................................................................................... １３ 3、系统布置说明 ............................................................................................................................ １３ 四、 系统网络 .................................................................................................................................... １３ 1、系统组建目标 ............................................................................................................................ １３ 2、系统框架结构 ............................................................................................................................ １４ 3、系统联动方式 ............................................................................................................................ １５ 五、安装 .................................................................................................................................................. １６ 六、售后及培训 ...................................................................................................................................... １６ 1、服务支持协议 ............................................................................................................................ １６ 2、培训 ............................................................................................................................................ １７ 3、资料和信息 ................................................................................................................................ １７
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电缆隧道分布式光纤温度监控系统
发生接头过热的电缆大多为 6KV 以上的高压电缆， 由于电压等级较高， 常规的 温度传感器不能满足安全的需要，由广州神科光电科技有限公司自主研发生产的分 布式光纤火灾预警监测系统则是监测高压带电设备过热故障的最佳选择。
二、系统简介
1、系统概述
神科分布式光纤感温火灾预警监测系统采用了当今前沿学科的光电子技术和多 学科高新科技技术： 如拉曼散射和光时域反射 ROTDR 理论， 解决了长距离检测的分布 性和定位分布性问题；利用卫星地面拍照数据滤波、压缩和传输技术，解决了海量数 据的滤波、检测精度提高和缩短检测时间问题；利用专家算法，解决了光纤接续和应 用中的损耗、测温空间分辨率、温度分辨率及快速响应和预警的智能分析、判断等问 题； 采用当今最先进的超高速数据处理器技术（DSP） 、多功能多串口的高速单片机 技术、最新的 CPLD、计算机控制技术、触摸屏等技术，解决了产品开放性、自适应 性的问题；利用光电通信技术，解决了网络吞吐量、响应时间、可靠性问题；采用微 电子综合技术，独创编码方案，解决了与周边设备的大容量、高可靠性联动问题；利 用软件编程技术和软件开发平台技术，实现系统的各种功能支持和各种需求的响应， 完成了软件组态及模块化处理； 通过对高层建筑火灾模式分析技术、 高层建筑火灾温 度场分析理论、FAS 联动分析、通信网络分析、高层建筑特点等，确定了系统的功能、 性能、技术指标和系统硬件方案、软件系统方案，开发出一套完整的、运行稳定、可 靠的光纤感温火灾预警监测系统。 光纤测温系统的最基本工作原理是基于光纤光时域反射 ROTDR 原理和背向喇曼 散射温度效应， 把符合指标要求的激光脉冲偶合到光纤里， 与光纤中的分子相互作用，
光纤测温系统原理示意图
分布式光纤温度测温系统通过对监测点的实时在线检测， 做到将事故消除在萌芽 状态。确保系统节能运作，确保人身安全和国家财产的安全，提高整体运营的经济效 益。
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电缆隧道分布式光纤温度监控系统
2、产品特点
1．完全依据中国国家标准《线型光纤感温火灾探测器》设计制造； 2．核心部件采用军用级的激光器、电讯级的光电探测器和光纤滤波器，使系统的 可靠性大幅度提高； 3．嵌入式 ARM 系统保证系统的智能化、低功耗和高可靠性； 4．采用长波长激光器以及相关光电器件，使光信号在感温光纤中的损耗达到最小， 从而能够实现 10km 以上的测量距离，并且在短距离测量时具有更高的测量精度； 5．系统内部采取闭环控制，避免了环境温度变化及器件性能漂移引起的精度下降； 6．采用全新的信号处理方式，避免了保存背景曲线的不便，使应用更加方便可靠； 7．采用模块化结构，简便了系统维护，并使系统的升级十分简单； 8．严格的产品测试保证系统在恶劣环境下稳定可靠长期运行。
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电缆隧道分布式光纤温度监控系统
一些光子被背向散射回来， 其光谱带有光纤分子热运动的温度信息， 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、滤波、光电 转换、放大、处理后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来；光纤测温主 机以极短时间间隔对整条光纤扫描， 就可确定温度沿光纤的分布情况， 既温度与距离 的对应关系， 因为激光的光速是已知常数， 所以可以根据激光脉冲在光纤中的传输时 间来确定热点的位置，既光雷达原理。 基于喇曼原理的参数有： 测量时间与测量距离、 测温不确定度和主机的运算速度 等有关。 测量距离受到激光脉冲和背向喇曼散射分量在光纤中损耗的限制， 空间分辨 率，测量值实际上是在空间分辨率范围内的温度平均值。测温不确定度与测量距离、 测量时间等有关。
பைடு நூலகம்
3、产品技术指标
1．技术指标： （1）测量距离：10km。 （2）测量精度：1oC（20000 次数据平均） 。 （3）空间分辨率： 1m。 （4）温度测量范围：-190oC~460oC（取决于感温光纤的工作温度） 。
2、工业电缆隧道的特点
工业电缆隧道则是由大量的电缆集中敷设而组成，适合长距离传输电能。电缆 是一种重要的电力传输设备，现代工业企业的生产离不开电能，而电力的输送则是 大量的电缆来完成。 它是保证工业企业正常运转桥梁； 是工业企业生存的后备力量； 是工业企业命脉的重要组成部分。
3、电缆火灾故障的预测
根据电力事故分析，电缆过热故障可引起火灾导致大面积电缆烧损，造成被迫 停机，短时间内无法恢复正常生产和生活，造成重大经济损失和社会影响。通过对 事故的分析，电缆接头过热是引起电缆火灾的直接原因、电缆接头过热是因为接头 压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大，长期的高温运行使绝缘下降并击穿， 最后导致电缆火灾的发生。根据对电缆过热故障特性的分析，预防电缆过热及火灾 发生的有效方法是及时监测电缆接头温度，根据接头温度的变化趋势，分析电缆接 头的老化程度，在电缆接头真正发生故障前发出报警。