20年專注電力設(shè)備安全在線監(jiān)測研究
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煉油企業(yè)配電室及電纜溝電纜光纖測溫系統(tǒng)方案
來源：正瑞電子
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發(fā)布日期：2018-12-20
1、綜述
電纜在各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中（例如：機房、樓宇配電室）充當(dāng)著重要能源輸送角色。它無處不在，由于分布廣，又易燃，著火后又具有串延性，所以由于電纜工作溫度異常而發(fā)生的火災(zāi)應(yīng)引起我們各級管理者的足夠重視。
近年來，廠礦企業(yè)、變電站、計算機房等諸多用電設(shè)施環(huán)境因為電纜著火引起的火災(zāi)事故頻繁發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)汁，全國近十年來發(fā)生因電纜著火蔓延成災(zāi)的重大事故逾百起，累計燒毀電纜32萬多米，恢復(fù)重建工作耗資大，費時長，數(shù)據(jù)損毀，造成不可估量的損失。電纜火災(zāi)事故還有其特殊的危害，那就是控制回路失效造成事故擴大，甚至損壞主設(shè)備，而且修復(fù)困難，長時間不能恢復(fù)生產(chǎn)。
DCT-8000電纜層電纜溝集中監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)指導(dǎo)思想：通過對以往電氣火災(zāi)發(fā)生的機理分析發(fā)現(xiàn)，因電纜電流過荷或電纜接頭接觸不良而異常發(fā)熱到最后發(fā)生火災(zāi)，它是一個漸變過程。所以，為做到對用電環(huán)境全天候監(jiān)測，我們必須從早期防范開始，那么，最有效的技術(shù)手段就是從供電電纜測溫入手，直接切入事件的關(guān)鍵點，通過監(jiān)測電纜工作溫度是否異常來警示整個用電系統(tǒng)環(huán)境是否處于安全狀態(tài)。
2、現(xiàn)場情況
現(xiàn)場有#1，#2兩個配電室，距離700米，需要在線監(jiān)測配電室電纜夾層和兩個配電室之間電纜溝內(nèi)電纜溫度。
光纖測溫主機屏柜安放在#1配電室3樓，配置為4通道，其中兩個通道用于#2配電室電纜夾層和電纜溝電纜溫度監(jiān)測，一個通道監(jiān)測#1配電室電纜夾層電纜溫度。
#1配電室一層電纜夾層有三排，每排三層，每排長度大約45米，二層電纜線槽有四排，每排一層，需要測溫光纜約1000米。
#1配電室經(jīng)電纜溝到#2配電室和電纜夾層到需要測溫光纜兩條， 每條約2000米。
3、方案設(shè)計
3.1系統(tǒng)簡介
可恢復(fù)式線型光纖差定溫火災(zāi)探測器DCT-8000是一款連續(xù)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)（DTS），它利用光時域反射（OTDR）技術(shù)和拉曼（Raman）散射效應(yīng)測量沿光纖分布的溫度變化。該系統(tǒng)中光纖既是傳輸介質(zhì)，又是傳感器，激光脈沖沿光纖向前傳輸，激光與光纖介質(zhì)相互作用，產(chǎn)生極為微弱的背向拉曼散射光（溫度敏感的anti-stokes光和溫度不敏感的stokes光），經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏光電探測器所探測，再經(jīng)高速信號采集和微弱信號處理，得到背向散射信號光的光強比值和返回時間，從而實時獲得溫度分布信息。分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)作為線型火災(zāi)探測器，具有測量距離長、無測量盲區(qū)、實時測量等優(yōu)點，在電力、交通隧道、地鐵、石化、大壩等領(lǐng)域均有應(yīng)用。
山東正瑞電子有限公司的DCT-8000集光、機、電、計算機和微弱信號檢測等高新技術(shù)為一體，采用光電測量技術(shù)和光纖技術(shù)，產(chǎn)品具有測量精度高、測量時間短、測量距離長等特點，可滿足客戶的不同應(yīng)用需求。DCT-8000具有定溫、差溫、溫升等多種報警算法，可提供聲、光、圖像和繼電器報警方式，同時提供豐富的標準接口方便與火災(zāi)報警控制器和其它消防設(shè)備相連，具備良好的兼容性和擴展性。
n DCT-8000系統(tǒng)圖
DCT-8000同時實現(xiàn)溫度測量和空間定位功能，其中溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼（Raman）散射效應(yīng)，空間定位基于散射信號的回波時間（OTDR技術(shù)）。DCT-8000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示。高速驅(qū)動電路驅(qū)動激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產(chǎn)生多種微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，產(chǎn)生溫度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和溫度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，兩者的波長不一樣，經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強受外界溫度調(diào)制，Anti-Stokes與Stokes的光強比值準確反映了溫度信息；不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時間是不一樣的，通過測量該回波時間即可確定散射信號所對應(yīng)的光纖位置；結(jié)合高速信號采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可準確、快速地獲得整根傳感光纖的溫度分布信息。
n DTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
DCT-8000利用分布式光纖測溫技術(shù)可獲得傳感光纖上每一點的溫度信息，并在用戶軟件界面上實時顯示，如圖所示。
n DTS 溫度分布曲線圖
l 實時性：DTS分布測溫系統(tǒng)對待測區(qū)域的溫度進行7×24小時的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并定位過熱點，做到早期預(yù)警。
l 分布式：DTS系統(tǒng)為分布式測溫，連續(xù)監(jiān)測，可根據(jù)現(xiàn)場情況任意設(shè)定報警值。實時顯示待測范圍內(nèi)任意點的溫度變化。
l 先進性：DTS光纜分布式溫度測量系統(tǒng)是電纜溫度在線監(jiān)測的最有效的手段，在國外已經(jīng)取代傳統(tǒng)的線性感溫材料，在技術(shù)上已非常成熟完善；通過采用不同的外護套材料，探測光纜可以適應(yīng)各種環(huán)境；區(qū)域長度設(shè)定、報警值設(shè)定及系統(tǒng)校定均可采用Windows 2000及以上版本軟件來完成。
l 準確性：DTS系統(tǒng)溫度分辨率可以達到0.1℃，溫度精度可以達到1℃；終端機內(nèi)的激光發(fā)射裝置每秒鐘會發(fā)射上萬次的光脈沖，并將取樣溫度的平均值輸出到顯示系統(tǒng)，基本消除誤差。
l 靈活性：DTS監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測是連續(xù)的，可設(shè)置多級定溫報警，如30℃初報警，40℃預(yù)報警，50℃采取措施等，并且可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況進行修正；為避免誤報發(fā)生，在設(shè)定定溫報警的同時，還可以設(shè)定溫升速率報警，或定溫和差溫結(jié)合報警。報警控制區(qū)可編程，并可按照用戶的要求進行分區(qū)，可針對環(huán)境變化最多可設(shè)置500個不同報警控制區(qū)域。
l 擴展性：DTS系統(tǒng)可以對多路光纖進行同時測量，根據(jù)實際需要，有1、2、4或8路可以選擇。
l 兼容性：DTS系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)網(wǎng)口、RS232接口，向終端用戶控制系統(tǒng)（如平板PC）提供分區(qū)、溫度及報警信息。
l 安全性：DTS系統(tǒng)具備內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄功能，可儲存一年的歷史數(shù)據(jù)，并可把存儲的數(shù)據(jù)調(diào)（恢復(fù)）出來；遠程控制和診斷，可通過網(wǎng)絡(luò)接口進行遠程控制和診斷；如果光纖受損，DTS系統(tǒng)可以即時定位受損點，并通過光纖熔接機對其進行熔接，這對于有效的實施在線監(jiān)測是非常重要的；探測光纜本征安全，采用光信號,不會與動力電纜之間產(chǎn)生相互電磁干擾。
l 完整性：DTS分布式溫度測量系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境要求采用回路配置-即光纜的兩端均連接到DTS主機上。回路設(shè)計采用“雙端”數(shù)據(jù)處理（即如果出現(xiàn)斷路，可從回路兩端同時進行單端測量），因此光纜上單點受損并不影響DTS系統(tǒng)在回路兩端采集數(shù)據(jù)的能力，也不會引起任何性能損失，如響應(yīng)時間，區(qū)域定位及溫度分辨率將保持不變
3.2 系統(tǒng)組成
DCT-8000完整系統(tǒng)由機柜部分、光纖部分和上位機軟件等組成，如圖所示。
3.2.1機柜部分
機柜部分可配置測溫主機（標配）、液晶顯示器（選配）、19英寸標準機柜（選配）、繼電器單元（選配）和消防電源（選配）、蓄電池（選配）等。（具體配置以及規(guī)格以訂購合同為準）
測溫主機是系統(tǒng)的核心設(shè)備，實現(xiàn)了溫度解析和火警判斷的功能。
測溫主機接口圖
n DCT-8000主機接口示意圖
消防電源主要用于為測溫主機、顯示器等設(shè)備提供穩(wěn)定連續(xù)的24V直流電源。
光纜外觀圖
l 感溫探測光纜的技術(shù)參數(shù)如下：
安裝方式：每層電纜按S型分布感溫光纜。
3.3 安裝圖
4、材料及報價清單
我公司承諾對所有售出商品（含工程）均具有12個月免費保修服務(wù)，終身維護。響應(yīng)時間為8小時內(nèi)回復(fù)。如需現(xiàn)場服務(wù)，省內(nèi)24小時到達現(xiàn)場。省外48-72小時到達。
本公司還對客戶提供上門技術(shù)支持服務(wù)。針對客戶在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的故障，工程師認為通過電話熱線無法解決問題，就會根據(jù)客戶的要求提供現(xiàn)場技術(shù)支持。現(xiàn)場技術(shù)支持包括故障診斷、提交解決方案、系統(tǒng)參數(shù)恢復(fù)、重裝系統(tǒng)等服務(wù)。
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