专利名称：基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统。
背景技术：
电缆是发电厂、变电站的重要组成部分。由于电缆分布广，又易燃烧，近两年来电缆火灾事故频频发生。由于电缆一般布置于地下或是竖井中，特别是在狭窄的电缆夹层和具有辐射危害的区域，潜在的缺陷和老化不易被人们发现，随着时间的推移，电缆过热或短路极易造成火灾。但是，常规电缆火灾消防报警系统通常局限于点的监测和事故后报警，缺乏有效的实时在线监测及预警功能，效果不理想。光纤测温技术可以为电缆火灾预警系统实现从点的检测向线、面、空间监测的发展，并能够实现真正意义上的预警系统。光纤测温系统工作原理光纤光栅是利用光敏特性，通过光波的变化反应温度变化的。如图1所示，光纤光栅测温系统开始工作时，首先由控制信号触发宽带激光光源，发出一个宽带光谱，光信号传送到各个光纤光栅温度传感器上，各个传感器反射回具有自身特性的窄带光谱。各反射的窄带光谱再由传导光纤送回光纤探测部分，再经解调系统进行转换，放大以及A/D转换电路处理后，送到计算机处理数据，进而得出被检测设备的温度情况。

实用新型内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统，它包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接。每个光纤温度传感器为分布式光纤测温传感器。所述温度在线监测仪配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通
信接口。温度预警模块和载流量数据处理模块均为现有的硬件模块，均可在市场购买得到。本系统在传统温度传感器的基础上，利用光纤光栅传感器来监测电力电缆接头的温度，克服了目前电缆接头温度监测难的问题。运用温度预测技术及早对可能出现温度过高的电缆异常接头给出报警提示，从而实现对故障的预警功能，也便于维护人员提前采取措施。系统多点温度实时在线监测，用光纤光栅感知温度信息，本质安全，绝缘性能强；温度信息通过光信号传输，不受电磁干扰，防潮湿；接触式测温，精确度高，响应快，定位准确； 光纤传输温度信号，传输距离长，损耗极小；系统运行稳定、可靠，容易扩展。另外，监测系统
3记录保存的电缆接头运行温度的历史信息，对电缆工作状态分析和生命周期分析也具有重要的参考价值。

图1是光纤光栅测温原理图；图2是本系统的结构示意图。其中1.电缆接头，2.光纤温度传感器阵列，3.传输光纤，4.温度在线监测仪， 5.上位机，6.集中监测中心服务器，7.载流量数据处理模块，8.温度预警模块。
具体实施方式
下面通过具体实例对本实用新型进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本实用新型，并不对其内容进行限定。由于电缆隧道中的电缆接头分布范围大，长距离传输时，数量多，因此，利用光纤光栅的波分复用技术，实现多点的分布实时测量。为达到温度的实时监测目的，要将一系列传感器预先埋入接头内部，以对接头温度进行监测。如图2所示，一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统，它包括若干个埋入电缆接头1内部的光纤温度传感器阵列 2，每个光纤温度传感器陈列2为分布式光纤测温传感器。光纤温度传感器阵列2通过传输光纤3 (光缆)与温度在线监测仪4相连，温度在线监测仪4为光纤温度传感器阵列2提供输入光源并对光纤光栅传感器输出的光信号进行解析，温度在线监测仪4与具有显示屏的上位机5连接，上位机5通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器6，集中监测中心服务器6与载流量数据处理模块7和温度预警模块8相连接。所述温度在线监测仪4内嵌功能强大的嵌入式计算机，配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通信接口，可以通过上位机液晶屏直观显示所有被测量的数值以方便操作人员读取，也可通过标准通信接口将温度测量值传送给集中监测中心服务器6。光纤光栅传感器实时采集多个接头的温度数据，温度数据通过通信接口最后传至集中监测中心服务器6，经过后台处理后实时显示、打印、记录各接头温度值。通过分析实时数据可判断系统当前运行状态。并将收集好的数据通过载流量数据处理模块7和温度预警模块 8分别进行计算，对整个电缆的温度进行监测与预警工作。温度预警模块8利用监测的历史数据，预测未来电缆接头温度的变化，可以及早发现故障隐患，发出报警，让工作人员及时采取相应措施，从而有效避免不安全因素的进一步扩大，达到故障预警的目的。而选用适当的预测方法能够正确反应温度趋势的变化。载流量数据处理模块7通过分析集中监测中心服务器6传输来的数据来进行载流量预测计算。
权利要求1.一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统，其特征在于，它包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统，其特征在于，每个光纤温度传感器为分布式光纤测温传感器。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统，其特征在于，所述温度在线监测仪配置有USB外挂存储器接口和标准RS232及以太网计算机通信接口。
专利摘要本实用新型涉及一种基于分布式光纤测温的电缆载流量计算及预警系统。本系统包括若干个埋入电缆接头内部的光纤温度传感器阵列，光纤温度传感器阵列通过传输光纤与温度在线监测仪相连，温度在线监测仪为光纤温度传感器阵列提供输入光源并对光纤光栅传感器输出的光信号进行解析，温度在线监测仪与具有显示屏的上位机连接，上位机通过通信接口将温度数据传至集中监测中心服务器，集中监测中心服务器与载流量数据处理模块和温度预警模块相连接。本系统在传统温度传感器的基础上，利用光纤光栅传感器来监测电力电缆接头的温度，克服了目前电缆接头温度监测难的问题。
文档编号G01K11/32GK202141770SQ201120262120
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者张东峰, 李晓博, 赵金勇 申请人:山东电力集团公司德州供电公司