四方电力系统监测手册2010.10.253).pdfVIP

四方光电电力系统监测 技术说明书 目录 一、光纤光栅传感技术简介- 2 - 二、光纤光栅开关柜及母线接头温度在线监测系统方案设计- 5 - 3.1 概述- 5 - 3.2 光纤光栅开关柜及电缆接头温度监测系统介绍- 7 - 三、DTS 分布式光纤监测系统介绍及应用- 15 - 4.1 DTS 分布式监测系统简介- 15 - 4.2 DTS 分布式光纤监测系统原理及特点- 15 - 4.3 DTS 分布式光纤温度监测系统介绍- 17 - 四、工程业绩 错误！未定义书签。 - 1 - 一、光纤光栅传感技术简介 传统的光纤传感器绝大部分都是 “光强型”和 “干涉型”的，前者的信息读取是 测量光强大小，因此光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素会影响 测量精度，典型产品有基于OTDR 技术的分布式光纤测温系统；后者的信息读取是观 察干涉条纹的变化，这就要求干涉条纹清晰，而干涉条纹清晰就要求两路干涉光的光 强相等，使光纤光路的灵活和连接的方便等优点将大打折扣，而且它是一种 “过程传 感器”而不是 “状态传感器”必须要有一个 “固定参考点”，这样就给光纤传感器的 应用带来了难度，典型产品有加拿大FISO 公司基于Fabry-Pérot 干涉仪技术的光纤温 度、应力变形测试仪。 北京四方继保自动化股份有限公司所开发的光纤光栅（Fiber Bragg Grating ）传感 技术是上世纪末期开始发展并得到国内外广泛应用的一种世界上最先进的光纤数码 传感技术。其实现原理是：直接在石英单模光纤上制作多个光栅，封装保护后形成光 纤传感链，可高精度地同时测量温度、应变、压力、位移等多种物理量。由于光纤传 感链中传感器和传输线是合一的，均为石英单模光纤，唯一的区别在于传感器是石英 单模光纤中经过加工、处理、封装、保护的局部一段长度（一般为 10mm 左右）。所 以，光纤光栅传感技术最主要的优点就在于现场不供电，免受雷击损坏和电磁干扰； 此外，由于光纤光栅温度在线监测仪采用并行光谱探测技术，系统中所有感温探头的 单次同步扫描时间小于一秒钟，加之感温探头的快速导热封装，使得开关柜及电缆接 头温度监测系统能够在事故隐患产生时提前预警，有效避免事故的发生。 光纤光栅传感技术特点  技术先进：不是简单地使用光纤直接进行量测，而是采用世界上最先进的光纤数 码传感技术，在石英光纤上制作多个光栅，封装保护后形成光纤传感链，具有极 高分辨率  产品可靠：在国内外各领域大量重大工程中成功应用，有众多用户使用报告  完善的产品认证：通过中国计量科学研究院、国家消防电子产品质量监督检验中 心、中国电力科学院、石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心等国家权 威机构认证。 - 2 -  全光型：光纤探测并直接进行信号传输，现场不需供电，不受电磁干扰，不受雷 击  高精度：在所有类型光纤传感器中具有最高的测量精度，指标优于传统的测温传 感器  事前预警：可在1 秒钟内完成上万个监测点的数据采集，在设备过热、火灾发生 前预警  无零漂：绝对量测量。光源衰减和线路损耗不影响测量精度，无需现场率定  布线简洁：支持线形、多级星形及混合方式组网，施工快捷。避免了光纤缠绕、 迂回方式布线引入的污闪、爬电及高压侵入等隐患  不降低被监测设备的安全等级：感温探头和传输光纤高绝缘、高耐压、防爬电、 阻燃 光纤光栅的制作原理 光纤光栅是利用光纤材料的光敏性：即外界入射光子和纤芯相互作用而引起后者 折射率的永久性变化，用紫外激光直接写入法在单模光纤（直径为0.125mm～0.25mm ） 的纤芯内形成的空间相位光栅，其实质是在纤芯内形成一个窄带的滤光器或反射镜。 其制作方法如图1 所示： 图 1 光纤光栅制作原理 制作完成后的光纤光栅相当于在普通光纤中形成了一段长度