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分布式光纤测温主机是一种利用光在光纤中传播的某种特性, 实现实时测量空间温度场分布的新技术, 对光纤沿线场所的温度进行分布式连续检测, 光纤本身就是温度传感器。该技术特别适用于电气设备的温度检测, 并能和消防报警系统配合使用, 对电力系统一次带电设备进行在线温度检测, 它将给变电站的 五遥 监控系统充实新的内容, 在发电厂、变电站中有广阔的应用前景。
中心谱线为瑞利散射谱线, 低频一侧频率为( V 0-V) 、波长为 s 的谱线称为斯托克斯线( stokes) , 高频一侧频率为( V 0+ V) 、波长为 a 的谱线,称为反斯托克斯线( Anti- stokes) 。根据拉曼散射理论, 在自然拉曼散射条件下, 反斯托克斯光强 Ia 于斯托克斯光强 Is 的比值 R( r) 为R ( r ) = I a/ Is= ( s/ a) 4ex p ( - hcV 0/ kT )。式中: h普朗克常数;c真空中的光速;k波尔兹曼常数;T温度。
式中可以看出, R( r) 仅与温度 T 有关,而与光强、入射条件、光纤几何尺寸及光纤成分无关。据此, 我们可以借助探测反斯托克斯及斯托克斯后向拉曼散射光强之比值来实现温度测量, 利用该原理的温度传感检测原理。另外, 利用 OTDR 技术, 还可以确定光纤长度损耗和光纤故障点、断点的位置。光纤温度传感原理的主要依据是光纤的光时域反射( OTDR: Optical T ime Domain Reflectome try) 原理以及光纤的背向拉曼散射( Raman Scat tering) 温度效应。
可以应用在发电厂、变电站的电缆夹层、电缆沟道、大型电缆隧道( 例如广州珠江新城 3. 8km 的地下电缆隧道) 的温度监测和监控。
对电力电缆的监护, 可以将测温光纤贴在电缆的表面, 在取得了电缆表面数据后, 将电缆的负荷电流同时描成一组相关曲线, 并从电流值推算出芯线导体的温度系数, 从表面温度变化与导体温度变化之差 ( 相同时刻作比较) 便可以求出表面温度与运行负荷电流的相关关系, 并以此来支持供电系统的安全运行。