分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究

電力電纜分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)電纜線的主要安裝方式、電纜線表面的溫度、負(fù)載電流以及電纜工作環(huán)境的熱特性信息，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出導(dǎo)體的實(shí)際運(yùn)行溫度，確保電力電纜的工作環(huán)境溫度在一個額定范圍內(nèi)。一旦發(fā)現(xiàn)電力電纜出現(xiàn)緊急負(fù)荷情況，通過分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)幫助工作人員及時的采取應(yīng)對措施，減少開關(guān)的誤動作以及在運(yùn)行溫度下調(diào)整電力電纜傳輸容量，提高和維持電力電纜的工作效率和健康狀態(tài)。

為了提高電力電纜分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的空間分辨率，確保在線監(jiān)測的準(zhǔn)確性，可以采用兩路速率為 250Msps 的高速 A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器同步對斯托克斯光(Stokes)和反斯托克斯光(AntiStokes)進(jìn)行實(shí)時采樣。通常情況下，采用 12 位的單芯片數(shù)模轉(zhuǎn)換器 AD9230 來實(shí)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)換器內(nèi)置跟蹤保持電路。采樣速率高達(dá) 250Msps，滿功率模擬帶寬為 700MHz。由于電力電纜分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的 A/D 數(shù)模轉(zhuǎn)換器處于高速運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)換時間為 4ns 以內(nèi)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲采集方式無法對其進(jìn)行有效采集，因此必須匹配高速器件彌補(bǔ)這一差

電力電纜分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)利用光纖傳感器進(jìn)行溫度測量，測量的關(guān)鍵在于如何對數(shù)字信號進(jìn)行準(zhǔn)確處理。在整個系統(tǒng)當(dāng)中，采用軟硬件結(jié)合的方式，即通過對高速模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)字平均信號的采集和處理，采用連續(xù)求和的方法對采集到的斯托克斯光(Stokes)和反斯托克斯光(Anti- Stokes)，進(jìn)行溫度解調(diào)，從而獲得電力電纜上各個監(jiān)測點(diǎn)的溫度測量結(jié)果。

電力電纜是電力配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它對電力負(fù)荷的安全穩(wěn)定有著瓶頸制約作用。基于分布式光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用主要利用光信號在光纖中傳播的工作原理對電力電纜進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，具有電絕緣性能好、抗磁干擾能力強(qiáng)、精確度高以及可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測等優(yōu)勢。分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理分析了光纖傳感器在整個系統(tǒng)中的重要性，然后根據(jù)光纖傳感器被監(jiān)測信號的特殊性，采用軟硬件相結(jié)合的方式，通過對高速模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)字平均信號的采集和處理，以提高分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的分辨率、縮短響應(yīng)時間。