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來源：原創(chuàng) 發(fā)布日期：2024-06-27
1、概述
隨著城市、工廠用電量的增大，自動化水平相應提高，電纜用量越來越多。由于電線長度增加，其火災事故的發(fā)生幾率也相應增加。目前在建和運行中供電系統(tǒng)大多仍采用易燃電纜，因此，電纜防火問題尤為突出。
根據(jù)電力事故分析，電纜故障引起的火災將導致大面積電纜燒損，造成被迫停機，短時間內無法恢復生產(chǎn)，造成重大經(jīng)濟損失。通過事故的分析，引起電線溝內火災發(fā)生的直接原因是電纜中間頭制作質量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過大，長期運行所造成的電纜頭過熱燒穿絕緣、最后導致電纜溝內火災的發(fā)生。針對以上分析我們設計了這套電力電纜火災預警系統(tǒng)。
電氣設備的過熱故障可分為外部熱故障和內部熱故障兩類：
1)、外部熱故障
電氣設備的外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸電阻增大，惡性循環(huán)造成隱患。此類故障占外部熱故障的90%以上。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77%，它們的平均溫升約在30度左右，其它外部接頭的平均溫升在20-25度之間，結合檢測經(jīng)驗，按溫升的多少，可將外部故障分為輕微、一般和嚴重三種。
2)、內部熱故障
高壓電氣設備內部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內部熱故障一般都發(fā)熱時間長而且較穩(wěn)定，與故障點周圍導體或絕緣材料發(fā)生熱量傳遞，使局部溫度升高，因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設備（如電纜）的內部故障。
2、分布式光纖測溫系統(tǒng)介紹分布式光纖傳感技術是目前國際最先進的傳感技術，它的原理主要依據(jù)光在光纖中的喇曼散射(Raman Scattering) 效應。當一個光脈沖從光纖的一端射入光纖時, 這個光脈沖在沿著光纖向前傳播時會發(fā)生喇曼散射。從光纖中反射回的喇曼散射光通過光譜分離模塊被分解成不同波長的Stokes散射光和Antistokes散射光。其中Stokes散射光的強度與溫度弱相關；而Antistokes散射光的強度與溫度強相關；通過對兩束光信號進行處理和對比計算得出溫度沿光纖的分布曲線； 分布式光纖傳感系統(tǒng)同時利用光時域反射技術（OTDR），通過計算光波的傳輸速度和回波時間實現(xiàn)對所有溫度點的定位。
分布式光纖溫度探測技術的優(yōu)點有：
1)分布式測量：可以連續(xù)判斷光纖沿線的溫度分布狀況，無測溫肓區(qū)；
2)長距離探測：單通道最長10km長度的探測技術；
3）定位精度高：±0.5米（10km/通道）；±0.05米（3km/通道）；
4)監(jiān)測通道多：單臺主機最多可支持16通道；
5)本征防雷：雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器，雷電對公路隧道的影響尤為嚴重。感溫光纖完全電絕緣，可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。
6) 抗電磁干擾：光纖溫度探測，屬于無電檢測技術，有很好的抗電磁干擾能力；
7)結構簡單：整個傳感系統(tǒng)由光纖測溫主機和感溫光纜兩部分組成，結構簡單，施工方便，維護簡單。
3、測溫系統(tǒng)組成分布式光纖測溫系統(tǒng)由分布式光纖測溫主機、感溫光纖、機柜（選配）、工控機（選配）、平臺監(jiān)控軟件（選配）等組成。
主機技術性能（ZZ-DTS） | |
光纖類型 | 多模光纖62.5/125&50/125，單模光纖9/125可定制 |
產(chǎn)品架構 | 設備采用嵌入式FPGA+ARM設計，不依賴于操作系統(tǒng)，可適配任何操作系統(tǒng)。所有機器內電路三防處理，防潮、防漏電、防塵、防腐蝕、防老化、耐電暈等 *主機內部可集成Windows工控機本地顯示（選配） |
測量距離 | 10km（標配），可選15km、20km規(guī)格 |
數(shù)據(jù)采樣率 | 200Mbps，可選250Mbps |
空間分辨率 | 0.5-3m(采樣率0.4米或者0.5米) |
定位精度 | ±0.5m-±1m |
定位分辨率 | ±0.5m或者±0.4m |
測量時間 | ≤0.5s/km，典型值3S/通道（10km以內） |
溫度測量范圍 | -40℃-700℃（取決于光纜） |
溫度測量精度 | ±0.5℃@3km,±1℃@6km, ±1.5℃@10km |
溫度分辨率 | 0.01℃ |
測量通道 | ≤16 |
光纖接頭 | FC/APC |
工作電源 | 9-36V直流寬電壓，平均功耗≤8W，標配電源：24VDC |
操作溫度 | -10℃-60℃ |
存儲溫度 | -20℃-70℃ |
對外顯示 | (選配)4.3寸液晶屏，對外展示溫度曲線、測溫光纜施工質量、網(wǎng)絡配置、設備自檢、設備信息展示、報警記錄、報警閾值設置、設備消音等功能單元 |
通信接口 | 1路RJ45以太網(wǎng),支持TCP協(xié)議； 1路RS232（輔助數(shù)據(jù)通信、可外接串口轉網(wǎng)口模塊模塊與主通信口形成獨立雙網(wǎng)口，支持TCP協(xié)議,ModbusRTU協(xié)議）； 2路RS485（支持ModbusRTU協(xié)議模塊、64路繼電器擴展、對接火災報警器及其它協(xié)議模塊）； 8路繼電器（設備自帶，可對接故障報警與溫度火災報警）； |
尺寸（長寬高） | 482.6mm×458.4mm×89mm |
重量 | 8KG |
4、高壓電纜溫度監(jiān)測鋪設方案
1電纜：尤其是高壓電纜是監(jiān)測重點，感溫光纜沿電纜層采用S型敷設：
? 室外管廊橋架
? 配電室電纜溝
? 配電室內電纜夾層
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