[實用新型]分布式光纖測溫裝置

有效

• 申請號: 201821467888.X
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN208998959U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 謝辰昱;呂剛;楊立;王春;張瑞亮;唐華東;羅宗源;葉明;梁廷;代志強;時云洪;徐智達;郭天煒;侯譚松;賀強;朱俊
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局;貴州電力設計研究院;長園深瑞繼保自動化有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智;王家鳴

本實用新型公開了一種分布式光纖測溫裝置，包括光路部分和電路部分；光路部分包括脈沖激光器、波分復用器、探測光纜；電路部分包括雪崩二極管、高速采集卡；脈沖激光器的輸出端與波分復用器相連接，波分復用器的輸出端與探測光纜相連接；探測光纜與波分復用器輸出端相接的一端為開始段，開始段的一段置于恒溫槽內的定標區；雪崩二極管設置有兩個，波分復用器的另一輸出端分別與兩個雪崩二極管相連接，雪崩二極管的輸出端與高速采集卡相連接；探測光纜由光纖和包裹光纖的外部屏蔽層組成。本裝置能夠對電力系統進行現場實時的溫度監控并進行預警，測量精度高，有利于提高工作人員對現場的維護以及把控。

技術領域

本實用新型涉及電力系統火災預警技術領域，尤其涉及一種用于溫度探測及溫度告警的分布式光纖測溫裝置。

背景技術

智能電網屬于電力系統，其中包括發電廠、高壓電網、變電站、配電站等，具體的有發電機、變壓器、電力電纜、開關等電力設備。這些設備通常在高電壓、強電場、熱負荷等環境下工作，且工作環境無人值守也無人為監控。電網作為工程基礎設施系統，涉及千家萬戶的用電需求，電力設施設備的運行溫度是保障電網安全運行的一個重要因素。無論是電力電纜、變壓器還是其他電氣設備，作為電力系統的重要環節都可能因為一些電路問題或者外界因素而導致局部過熱或者產生電弧火花而導致火災從而造成巨大的經濟損失。因此為了避免這樣的惡性事件，急需對電力設備進行全方位的溫度監測。

目前傳統的溫度探測器均采用點探測工作方式，這樣的工作方式不僅不適合強電磁的工作環境，并且對于長距離多點探測有著相當大的困難。針對傳統探測方式的不足，近年來出現的分布式光纖測溫方式結合后向拉曼散射效應和光時域分析(OTDR)技術利用傳感光纖實現對溫度場的一個分布式測量，與傳統的溫度測量方式相比，分布式光纖測溫傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾、長距離多點探測等優點，因此可以廣泛地應用在電力系統，軌道交通、煤礦巷道以及大型建筑的溫度監控和火災報警當中。

然而，在現有的分布式光纖測溫傳感裝置當中，存在著溫度分辨率較低、定位不夠準確等問題，無法真正地將火災進行提前預警，并且許多裝置體積較大，安裝不便。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種分布式光纖測溫裝置，該裝置能夠及時有效地監測電力系統中的溫度變化，及時發現電力系統中溫度異常發生點并預警，確保電網設施以及電網工作人員的安全。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：分布式光纖測溫裝置，包括光路部分和電路部分；所述光路部分包括脈沖激光器、波分復用器、探測光纜；所述電路部分包括雪崩二極管、高速采集卡；所述脈沖激光器的輸出端與所述波分復用器相連接，所述波分復用器的輸出端與所述探測光纜相連接；所述探測光纜與所述波分復用器輸出端相接的一端為開始段，所述開始段的一段置于恒溫槽內的定標區；所述雪崩二極管設置有兩個，所述波分復用器的另一輸出端分別與兩個所述雪崩二極管相連接，所述雪崩二極管的輸出端與所述高速采集卡相連接；所述探測光纜由光纖和包裹光纖的外部屏蔽層組成；所述脈沖激光器產生的高功率短脈沖激光通過所述波分復用器后進入所述探測光纜內并在所述光纖中發生后向拉曼散射光，所述后向拉曼散射光原路返回所述波分復用器內并將所述后向拉曼散射光當中的斯托克斯光與反斯托克斯光提取出來，并將兩種信號光分別通過兩個所述雪崩二極管吸收轉換為電信號并傳輸到所述高速采集卡；所述高速采集卡通過采集兩種信號光數據并通過計算這兩種信號光的光強度進而調出所述光纖中各個點的溫度值。

所述高功率短脈沖激光的中心波長為1550nm；所述脈沖激光器內部內置有用于對所述脈沖激光器進行恒溫控制的半導體制冷器。中心波長為1550nm的短脈沖激光在光纖中的損耗最小，因此能夠在光纖中長距離傳輸，得以光纖測溫的長度得到提升；半導體制冷器可以控制電流的流經方向并產生制冷或制熱效果，將脈沖激光器控制在恒溫范圍內。