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分布式光纖溫度測(cè)量法

閱讀：75發(fā)布時(shí)間：2025-5-12

電纜溫度在線監(jiān)測(cè)

任何電纜事故的發(fā)生、發(fā)展都有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，而且常伴隨有局部溫度升高。許多物理特性的變化都直接反映在溫度的變化上，溫度己成為判斷電纜運(yùn)行是否正常的關(guān)鍵因素之一。因此對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)的意義越來(lái)越大。

電纜溫度在線監(jiān)測(cè)按照測(cè)溫點(diǎn)的分布情況可分為兩大類：點(diǎn)散式在線溫度監(jiān)測(cè)和分布式光纖溫度測(cè)量法。點(diǎn)散式在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只對(duì)電纜終端、中間接頭等故障多發(fā)處進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，采用熱電偶、熱電阻、紅外線式溫度計(jì)或者光纖、光柵等進(jìn)行溫度采集，采用CAN總線或光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

分布式光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)利用光在光纖中的拉曼(Raman)散射效應(yīng)來(lái)檢測(cè)電纜沿軸向的溫度分布。在XLPE電纜制造過(guò)程將光纖嵌入電纜中或者緊貼電纜表面鋪設(shè)光纖，將光纖作為溫度采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈．?dāng)激光脈沖通過(guò)光纖時(shí)，會(huì)產(chǎn)生散射，包括瑞利散射和拉曼散射，后者與光纖溫度有較密切的關(guān)系，可通過(guò)測(cè)量和分析瑞利散射的背向散射(或者返回光纖入射端的散射光)去確定拉曼散射點(diǎn)的溫度。通過(guò)測(cè)量入射的激光脈沖被散射并返回到入射端的時(shí)間來(lái)確定散射點(diǎn)的位置。

目前，分布式光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)可以測(cè)量的電纜長(zhǎng)度為15km，測(cè)溫范圍為-30-120℃，精度可達(dá)士0.5℃，電纜長(zhǎng)度分辨率可達(dá)1.0m，同時(shí)可連續(xù)記錄“電纜長(zhǎng)度-溫度”和“時(shí)間-溫度”等詳細(xì)信息。根據(jù)分布式光纖溫度測(cè)量法開(kāi)發(fā)的在線測(cè)溫系統(tǒng)己經(jīng)應(yīng)用在北京等地的110kV或220kV線路上，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況表明該方法可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量電纜線路各處的溫度，對(duì)即將發(fā)生地電纜故障提前進(jìn)行預(yù)警，能有效地避免電纜事故的發(fā)生。

但是該方法安裝復(fù)雜，需要沿電纜線路鋪設(shè)光纖，另外電纜表面的溫度與電纜導(dǎo)線芯的溫度關(guān)系沒(méi)有確定。對(duì)于內(nèi)置光纖的高壓XLPE電纜雖然可以測(cè)量電纜內(nèi)部的溫度，但是由于光纖較脆弱，如果破損后將無(wú)法完成溫度測(cè)量，并且較難修復(fù)。并且該方法無(wú)法對(duì)電纜的老化過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

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