高压电缆光纤测温系统

高压电缆在线监测系统的功能需求：

(1)高压电缆在线测温系统的投入和使用不应改变和影响一次侧电气设备的正常运行;

(2)能自动连续地进行监测、数据处理和存储;

(3)具有自检和报警功能;

(4)具有良好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度;

(5)监测结果应具有良好的可靠性和重复性以及合理的准确度。

传统的电缆温度监测方式缺点：

1。基于红外测温、热电式测温原理的高压电缆在线监测系统，测量装置安装繁琐，测量信息传输困难，测量误差较大，且由于测量系统本身的可靠性不高，易发生误报、拒报的情况，反而增加现场运检人员的工作难度。基于光纤光栅的高压电缆在线监测系统，虽然测量安装简单、传输准确、测量误差小，但是其光栅安装于高压电缆某些特定电缆附件中，仅对其特定点进行监测，无法覆盖高压电缆全范围，也存在一定的安全隐患。

分布式光纤的高压电缆在线监测系统优点

通过在高压电缆生产时嵌入多模光纤作为高压电缆温度信息的采集、传输装置，利用光纤不均匀特效产生的散射光信号，解析高压电缆各个点的温度状态，并利用光纤固有的高绝缘性和抗电磁场干扰性，实现监测系统信号传输的高效准确。该监测系统监测范围覆盖全面，监测结果精准，传输高效，系统免维护，可极大地提高高压电缆的运行安全可靠性。

分布式光纤测温原理

基于分布式光纤的高压电缆在线监测系统是一种实时测量高压电缆温度场分布进而判断高压电缆状态的在线监测系统，其核心是利用高压电缆中的分布式光纤的拉曼(Raman)散射效应。当激光脉冲射入嵌入在高压电缆中的光纤时，光脉冲在前向传播的过程中，由于光纤的密度、应力、材料组成、温度和弯曲变形等原因发生散射现象，产生的散射主要有瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射等。拉曼散射产生2个不同频率的信号：斯托克斯光(Stokes)和反斯托克斯光(Anti-Stokes)，其中反斯托克斯光的光强受温度影响变化明显，斯托克斯光的光强基本不受外界温度影响，因此可通过斯托克斯光和反斯托克斯光的比值判断散射点处的温度。

基于分布式光纤的高压电缆在线监测系统的主要功能

(1)报警功能。根据高压电缆异常温度变化的程度发出报警信号;报警阈值可由用户自设定，又可分为以下3种告警模式。

a.定温报警模式：当实测高压电缆温度值超过设定报警阈值时，启动报警;

b.温差报警模式：在高压电缆某个长度范围内，监测到的最高温度与最低温度之间的差值超过设定阈值时，启动报警;

c.温升速率报警模式：当高压电缆温度上升过快，温升速率超过设定阈值时，启动报警。

(2)自检功能。高压电缆在线监测系统定时自行对系统的激光强度、光纤健康状态进行自我测试和诊断，并根据自检情况发出告警。

(3)记录、查询、生成报表曲线功能。能将历史测量所得的高压电缆数据进行记录、存储，并生成相应曲线、报表，便于用户根据历史测量结果

掌握高压电缆性能变化趋势。利用嵌套在高压电缆中分布式光纤的拉曼散射原理可准确地识别出高压电缆中各个点的温度，进而通过状态自检、实时监测、异常对比、阈值报警等措施将高压电力及监测系统的状态信息通过综合自动化系统传输给调度、运维人员。该监测方案可准确地查找高压电缆运行中的安全隐患，极大地减轻运维人员的检修工作量，保障了牵引供电系统高压电缆的安全可靠运行。