式中可以看出, R( r) 僅與溫度 T 有關(guān),而與光強(qiáng)、入射條件、光纖幾何尺寸及光纖成分無關(guān)。據(jù)此, 我們可以借助探測反斯托克斯及斯托克斯后向拉曼散射光強(qiáng)之比值來實現(xiàn)溫度測量, 利用該原理的溫度傳感檢測原理。另外, 利用 OTDR 技術(shù), 還可以確定光纖長度損耗和光纖故障點、斷點的位置。光纖溫度傳感原理的主要依據(jù)是光纖的光時域反射( OTDR: Optical T ime Domain Reflectome try) 原理以及光纖的背向拉曼散射( Raman Scat tering) 溫度效應(yīng)。

光纖溫度傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

分布式光纖測溫主機(jī)由激光二極管( LD) 和驅(qū)動器( DRIVER) 、光電檢測器( APD) 和放大器組件( AMP) 、光纖傳感回路( OFL) 和信號處理電路、計算機(jī)等組成。

為確保激光二極管功率及峰值波長的穩(wěn)定,采用半導(dǎo)體在冷低溫恒溫槽冷卻工作。激光脈沖通過耦合器入射到光纖傳感回路, 并將光纖傳感回路的背向散射回波采集回來, 通過波長甄別模塊分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道; 光電檢測器組件為高靈敏、低噪聲硅雪崩二級管組件 (APD) , 為了確保 APD 的穩(wěn)定工作, 使其在低溫恒溫槽冷卻工作。

其構(gòu)成原理決定了它不會受到電磁干擾的影響, 也不會對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行帶來任何的影響。通過采用不同的外護(hù)套材料, 光纖溫度傳感系統(tǒng)可以適應(yīng)各種工作環(huán)境。光纖測溫可以對電氣配電裝置的母排、動力電纜的接頭等部位進(jìn)行零距離監(jiān)測。其構(gòu)成原理決定了它不會受到電磁干擾的影響, 也不會對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行帶來任何的影響。

纖溫度傳感系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

光纖測溫在電力系統(tǒng)的應(yīng)用范圍, 歸納起來包括以下幾個方面。電力電纜的表面溫度及電纜密集區(qū)域的溫度監(jiān)測監(jiān)控。

可以預(yù)計的場合還包括: 各種大、中型發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)的溫度分布測量、熱動保護(hù)以及故障診斷; 火力發(fā)電廠的加熱系統(tǒng)、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點檢測; 地?zé)犭娬竞蛻魞?nèi)封閉式變電站的設(shè)備溫度監(jiān)測等等。

光纖溫度傳感作為一種高新技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)開始推廣應(yīng)用。我們相信隨著電力系統(tǒng)廣大工程技術(shù)人員對該技術(shù)的熟悉了解, 該技術(shù)必將對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行作出貢獻(xiàn)。