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光纤测温系统在电缆运行维护中的应用分析摘要：随着国家科学技术的迅猛发展，电网连接方式不断更新，对于电网的改造以及城区线路入地的要求愈加的严格和标准化，特别是电缆运行的稳定与安全问题更是当前电网系统重点关注的方向。
光纤测温系统具有较强的稳定性与不受电磁干扰的优点，并且是集光纤通信、光电控制、光纤传感以及计算机技术于一体的检测系统，对于电缆发生故障的部位及其温度状态能够准确的做出判断和预警，同时还能够连续对于较大距离范围的温度环境都能够进行实时监测，解决电缆单负载过重的问题，使得电力电网的电缆维修和维护工作起到重大的作用。
因此本文主要通过概述电力电缆检测的主要分类和特点以及电力电缆监测技术运用的原理，再对光纤温度检测系统的原理进行分析，与传统温度检测技术相对比体现其具有的优势，最后在提出当前光纤测温系统在电缆运行维护中的应用过程，根据数据测试和分析，发现其中应用中的问题所在，并提出相应的改进措施，使得光纤测温系统对电缆运行的维护更加精准，提高电缆运行的效率及其安全性。
关键词：光纤测温系统；电缆运行；维护随着当前电网的建设规模不断扩大和电压的等级不断提高，城市电网电缆的运行稳定和安全的要求标准也愈发的高。
城市化的迅速发展和用户用电用网的需求的日益提高，电量与电力负荷也随之不断上升，加上电网架空的线路不断增多和繁多，造成电缆运行维护的工作愈加的困难，所存在的安全威胁与产生的经济损失也逐渐的扩大。
而光纤测温系统的研发和应用，大大改善了当前电力电缆发展的各种稳定与安全需求上的不足，其不仅能够对电力电缆进行实时的大范围温度监测工作，还能对电缆的实时数据进行收集与分析的功能，再根据电力电缆所呈现的状态数据做出相应的指标参考与预警效用，大大提高了电缆运行维护人员的工作效率与工作质量，也使得电力电缆的运行更加的稳定和安全。
1.电力电缆检测的主要分类和特点以及电力电缆监测技术运用的原理1.1电力电缆检测分类和特点电力设备的监测技术根据其监测的属性可以分为预防性维护和验收型实验，而预防性维护的监测技术主要分为局放测试与温度检测，其中温度检测技术根据其操作方法的不同可以分为：总线式温度监测、分布式光纤测温以及红外热像测试。
光纤测温系统在电缆输电线路中的运用随着高压电缆运用越来越来越广泛，电缆线路的日常维护检修的任务对于输电运行部门也越来越大，各种电缆线路的监测装置也应运而生。
电缆光纤测温系统能实现电缆温度的实时监测，记录电缆线路在不同荷载下的发热状态，收集详细数据；通过光纤测温系统反馈信息，可及时发现电缆线路存在故障，调整电缆运行状态，延长电缆线路的运行寿命；也能大大降低运行部门的工作强度，对保障电缆线路可靠运行具有重大现实意义。
一、光纤测温系统的功能电力系统中，线路分为电缆和架空线路。
电缆线路一般敷设于地面以下，运行检修困难。
电缆会因为过载或外部原因，导致电缆局部运行温度过高。
电缆温度过高，将大大缩短电缆的使用寿命。
经相关厂家试验论证，电缆持续运行在70℃以上时，电缆运行寿命缩短三分之一。
因此，有必要对电缆进行在线、实时监测，能将故障信息迅速发送至运行人员，运行人员及时处理故障，保障电力的供应。
光纤测温系统可以通过对电缆的运行状态进行实时监测，监测电缆在不同荷载下的运行温度，并对突发事件及时发送至运行人员手机中，提高运行部门管理水平；系统能对电缆沟、隧道内的火灾进行监测与报警，提前发现电缆故障并预警，预防事故的发生；可以优化电缆线路的运行状态，根据传输的负荷确定电缆温度变化的规律，在考虑电缆运行寿命的情况下，可选择传输最大的线路容量，提高线路的利用效率。
综上所述，光纤测温分析系统具体应具有以下主要功能：电缆运行温度监测功能，能实时监测记录电缆的不间断运行温度；温度异常报警功能，并且在该状态下电缆的实际运行载流量；系统能通过自主计算，在设定过载电流和最高允许温度计算出过载时间；设定运行电流和运行时间可以计算出电缆的运行温度；设定过载时间和最大允许温度可计算出最大允许过载电流；电缆动态载流量分析功能（日负荷）；自动生成运行报告功能，可方便地为项目调试和文件归档列出详细的报告。
二、测量原理光纤测温系统是基于光纤的拉曼散射效应，激光器发出的光脉冲与光纤SiO2分子相互作用，发生散射，其中拉曼散射与光纤SiO2分子的热振动能相互作用，对温度的变化敏感。
分布式光纤温度测量系统-----------------电缆温度测量的应用引言光纤传感技术是在上世纪七十年代伴随着光纤通信的蓬勃发展而提出来的,它与光时域反射技术密切结合迅速崛起,经过几十年的发展而在多个领域广泛应用。
与传统的传感器相比,光纤传感器具有轻质,耐腐蚀,耐高温,防水防潮,抗电磁干扰等一系列优点,因此在恶劣环境中颇具用途。
而分布式光纤传感技术除具备上述特点以外,还具备实时获取在传感光纤区域内随时间和空间变化的测量分布信息的能力。
准确的说,它可以精确测量光纤沿线上任一点的温度信息,如果把光纤纵横交错连接成网状,则可以构成规模庞大的地毯式动态监测网,实现对目标的实时全方位检测。
特别是在我国，每年发生的有关电器的火灾事故大多是因为电线或电缆长期运行过热烧穿绝缘所引起，所以对于温度的监测十分重要，这也是本文设计的分布式光纤温度测量系统的重要应用。
结构与测量原理分布式光纤温度传感器获取空间温度分部信息的原理是利用光在光线中传输能够产生向后散射。
在光线中诸如一定能量和宽度的激光脉冲，它在光线中传输的同时不断产生后向散射光波，这些广播的状态受到所在光纤散射点的温度影响而改变，将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光线中光波的传输速度和背向光回波的时间可对这些信息定位。
1 拉曼散射原理微观世界中任何分子和原子都在不停地运动,光纤的分子和原子也不例外,存在着分子振动。
泵浦光通过分子时打破了分子振动原有的平衡,振动分子将与之发生能量交换。
当产生光子的能量小于泵浦光子的能量(分子振荡吸收泵浦光子的能量)时,称为斯托克斯散射。
当产生光子的能量大于泵浦光子的能量(分子振荡的能量传给光子)时,称为反斯托克斯散射。
斯托克斯散射和反斯托克斯散射统称为拉曼散射。
拉曼散射过程的能级示意图如图1所示。
其中, E1、E2 分别表示分子振动的两个能级,两个能级之间相差h Δν,即E2 = E1 + h Δν。
光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，电力系统对设备的安全性和运行效率要求越来越高。
其中，温度监控作为确保电力设备正常运行的重要手段，一直是研究的热点。
光纤温度传感器以其独特的优势，如高精度、快速响应、抗电磁干扰等，在电力系统中得到了广泛应用。
本文旨在对光纤温度传感器在电力系统中的应用现状进行综述，探讨其在实际运行中的效果与挑战，以期为相关研究和应用提供有益的参考。
文章首先介绍了光纤温度传感器的基本原理和类型，然后重点分析了其在电力系统中的几个主要应用领域，包括变压器温度监测、电缆温度监控、发电机和电动机的温度检测等。
接着，文章通过案例分析和数据统计，详细阐述了光纤温度传感器在这些领域的具体应用情况，以及取得的成效。
文章还讨论了光纤温度传感器在应用中遇到的主要问题和挑战，如成本、安装和维护的困难等，并提出了相应的解决方案和改进建议。
通过本文的综述，读者可以全面了解光纤温度传感器在电力系统中的应用现状和发展趋势，为其在实际工程中的应用提供有益的参考和启示。
二、光纤温度传感器原理及分类光纤温度传感器利用光纤作为传感元件，通过测量光纤中光信号的变化来间接获取温度信息。
与传统的电学温度传感器相比，光纤温度传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、测量范围宽、精度高等优点，因此在电力系统中得到了广泛的应用。
光纤温度传感器的原理主要基于光纤中的光波传播特性随温度变化的规律。
光纤由纤芯和包层组成，光在光纤中传播时，会受到温度、压力等外部环境的影响，导致光波的传播特性（如光强、相位、偏振态等）发生变化。
光纤温度传感器通过测量这些光波传播特性的变化来反推温度的变化。
（1）分布式光纤温度传感器：这类传感器可以沿着光纤的长度连续测量温度分布，具有测量范围广、分辨率高等特点。
其原理通常基于光纤中的拉曼散射或布里渊散射效应，通过测量散射光的强度或频率变化来推算温度分布。
（2）点式光纤温度传感器：这类传感器通常用于测量特定点的温度，具有较高的测量精度和稳定性。
光纤光栅测温系统在电力行业的应用[关键词] ：一、电气设备过热的规律和特征及预测方法1、外部热故障电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因，在大电流作用下，接头温度升高，接触电阻增大，恶性循环造成隐患。
此类故障占外部热故障的90%以上。
统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据，可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%，它们的平均温升约在30℃左右，其它外部接头的平均温升在20-25℃之间，结合近几年的检测经验，按温升的多少，可将外部故障分为轻微、一般和严重三种。
2、内部热故障高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中，如电缆，内部热故障一般都发热时间长而且较稳定，与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备（如电缆）的内部故障。
3、电缆过热故障的部位根据电力事故分析，电缆过热故障可引起火灾导致大面积电缆烧损，造成被迫停机，短时间内无法恢复生产，造成重大经济损失。
通过对事故的分析，电缆接头过热是引起电缆火灾的直接原因、电缆接头过热是因为接头压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大，长期的高温运行使绝缘下降并击穿，最后导致电缆火灾的发生。
4、电缆过热故障的预测方法根据对电缆过热故障特性的分析，预防电缆过热及火灾发生的有效方法是及时监测电缆接头温度，根据接头温度的变化趋势，分析电缆接头的老化程度，在电缆接头真正发生故障前发出报警。
发生接头过热的电缆大多为6KV以上的高压电缆，由于电压等级较高，常规的温度传感器不能满足安全的需要，而传统的光纤测温系统又存在扫描时间较长的缺点，PIONEER-P型光纤光栅测温系统则是监测高压带电设备过热故障的最佳选择。
二、PIONEER-P型光纤光栅测温系统介绍1、PIONEER-P型光纤光栅测温系统的工作原理PIONEER-P型光纤光栅测温系统由光纤光栅温度传感器、单模光缆（用于远距离信号传输）、光纤光栅传感网络分析仪及计算机等终端监测设备组成。
光纤测温技术在电缆与开关柜中的应用化工厂、发电厂等大型工业企业内敷设有大量的动力电缆和控制电缆，连接着各种高压设备，这些电缆分布在电缆竖井、电缆隧道、电缆桥架、电缆夹层内。
电缆火灾事在工业消防事故中占15.6%，事故主要由电缆本身故障和外部环境引起的，其中电缆本身故障引起的占25%左右。
火灾事故大部分是由于温度过高引起的，因此，在火灾发生之前及时、准确的监测电缆温度的变化并发出预警，使用户有充分的时间采取相应的措施，避免发生事故或引起火灾尤为重要。
电缆及开关柜火灾起因及特点据统计分析，引起电缆沟、电缆桥架、隧道火灾的原因主要有两大类：（1）内因：由电缆自己本身引起火灾故障。
电力电缆产生故障的原因很多，归纳有以下几点：a、电缆产品的质量问题；b、电缆运行时间较长，产生老化；c、电缆长期过负荷运行或处于恶劣的环境中；d、电缆施工质量或接头制作工艺水平较低；e、人为对电缆的破坏。
（2）外因：可燃气体(如煤气、天然气、沼气等)串入电缆沟、隧道中，由于电缆沟、隧道比较密闭，当遇到明火(人为或电缆放电等)便立即引起整段电缆爆炸失火。
作为电缆本身，无论是什么原因引起火灾事故，它们着火都要经历如下几个过程：电缆某处绝缘受损→间歇或连续放电→电缆绝缘明显下降局部发热→电缆某处爆炸或发生电弧，并产生不良气体→整个电缆桥架、电缆沟失火。
电缆火灾特点：（1）蔓延快、火势猛。
电缆本身是一种易燃物，由于电缆隧道内的电缆数量越来越多，又采用隧道和架空密集敷设，有的还处于与高温热管道重迭或交错布置的环境中，电缆夹层更是布满蜘蛛网似的电缆，再加上电缆竖井的高差形成自然抽风，以及发生故障或火情的电缆又不能马上断电。
因此，这些场所一旦着火，火势就特别凶猛，而且危害性也特别大。
（2）抢修困难。
电缆着火时产生大量的烟雾和有毒气体，CO、CO2含量很高，特别是普通塑料电缆不但易着火，而且产生氯化氢气体通过缝隙、孔洞会弥漫到电气装置室内，形成稀盐酸附着在电气装置上，并形成一层导电膜，严重降低了设备和接线回路的绝缘，因此即使火被扑灭后，仍影响安全运行。
电力行业中的输电线路温度监测技术应用解析随着电力行业的不断发展和电能消费的增加，输电线路的稳定运行成为保障电力供应的关键。
在输电线路中，由于长期运行和环境因素的影响，温度是造成设备损坏的主要原因之一。
因此，电力行业中的输电线路温度监测技术应用显得尤为重要。
本文将解析电力行业中常见的输电线路温度监测技术及其应用。
一、红外测温技术红外测温技术是一种无接触式测温方法，通过探测器接收目标物体发出的红外辐射，并将其转化为温度显示。
在输电线路中，红外测温技术广泛应用于高压输电线路、变电站、电缆等设备的温度监测。
红外测温技术的特点是操作简单、速度快、测温范围广，并且可以在远距离下进行测量，提高工作效率。
同时，红外测温技术可以实时监测设备的温度变化，及时发现温度异常，避免设备过热引发事故。
二、电缆温度监测技术电缆温度监测技术是指通过传感器安装在电力电缆上，实时监测电缆的温度变化。
它可以采集电缆的温度数据，并将数据传输至监测中心，进行远程监测和分析。
电缆温度监测技术的优势在于能够提前预警电缆的过热情况，避免因电缆温度过高而造成的设备故障或火灾。
同时，通过对电缆温度的监测和分析，可以评估电缆的负荷状况，优化电力系统的运行管理。
三、光纤测温技术光纤测温技术是一种基于光纤传感器进行温度测量的技术。
在电力行业中，光纤测温技术常常应用于输电线路、变电站等设备的温度监测。
光纤测温技术的优势在于它具有高精度、高灵敏度、抗干扰性强等特点。
通过将光纤传感器布置在输电线路上，可以实时监测设备的温度分布情况，及时发现异常情况，并采取相应措施进行调整和修复。
四、声纳测温技术声纳测温技术是一种通过探测声波传递速度变化来判断物体温度的技术。
在输电线路中，声纳测温技术可以通过声波传递速度的监测来实时测量设备的温度。
声纳测温技术的优点是不受烟尘、蒸汽等因素干扰，适用于复杂环境下的温度监测。
通过声纳测温技术，可以实现对输电线路的温度分布情况进行连续监测，及时发现温度异常情况。
关于光纤在线测温装置在电力系统的有效运用分析摘要：高温和火灾是电力系统中常见的事故，缺乏有效的温度在线监测是关键。
传统的测温装置无法满足对温度的远距离，多点、实时的温度在线测量．而分布式光纤测温系统的研制有效地解决了这些问题，其对温度分辨率高，定位准确，响应时间短，可明显地降低事故发生率。
关键词：分布式光纤测温；电力系统发电厂、变电站电气设备的各种触点、连接点，如开关动静触头、电缆接头、母线搭接面、发电机和变压器引接线端子、电动机一次引线等，由于高电压、大电流的作用，易引起局部高温。
若高电压、大电流引起的局部温度过高，使得在通流时引起持续发热，严重时将造成开关柜烧损甚至引发更大的事故。
近年来，类似的事故已发生多起，造成火灾、大面积的停电和生产跳停事故。
因此采取可靠有效的监测方法对开关柜触头和搭接面的温度进行在线监测，及时发现系统隐患，成为变电所亟需解决的一大难题。
一、光纤光栅测温系统组成光纤光栅测温系统由光纤光栅温度传感器、单模光缆、光纤温度在线监测仪及计算机终端等设备组成。
系统工作时，光纤温度在线监测仪内部光源发出连续的宽带光，经光缆传输到监测现场布设的光纤光栅温度传感器，这些传感器内部的测量敏感元件即光纤光栅对该宽带光有选择性地反射回相应的一个窄带光，经同一传输光缆返回到光纤温度在线监测仪内部探测器，由探测器来测定出各个传感器所返回的不同窄带光的中心波长，从而分析出各监测点的温度值。
由于多个传感器串联在一根单模光纤上，可实现上百甚至上千个温度点测量时可以将这些传感器串接组网实现多点同时测量，大大简化了传感器及引出线的现场布设，避免了以往传统传感器逐点测量的不便。
光纤光栅测温系统实时精确的监视变电所开关柜被测点的温度，温度信号通过光纤传到温度在线监测仪，由计算机系统实施数据处理、故障诊断，当监测温度超过设定的报警温度值，系统及时地发出声、光报警，并提示故障点所在位置，为操作人员及时检修提供可靠的依据。
