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專注于智能光纖傳感技術與應用

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電纜導體溫度監測系統
來源: | 作者:pro7d23d2 | 發布時間: 2017-01-23 | 3300 次瀏覽 | 分享到:

系統概述

由于電纜導體溫度通常不能被溫度傳感器直接測量,因此如何獲取導體問題則成了解決問題的關鍵所在。目前主要采用光纖分布式測溫系統監測電纜表面溫度,然后應用數學模型推算導體溫度,計算電纜線路的實際負載率。這種方式的主要缺陷在于:

1) 電纜表面溫度受環境溫度變化較大,由單一的電纜表面溫度推算導體溫度存在不準確性;

2) 測量溫度值為一定長度上的平均溫度,對于線路上某些關鍵節點的溫度變化不敏感;

3) 溫度精度一般在0.5~2℃左右,基于其精度推算的導體溫度必然存在較大的誤差。

因此,上海森首研發的光纖光柵測溫包,并將其應用于實際電纜導體和電纜接頭溫度監測。光纖光柵測溫包系統是將測溫包直接敷設在被測電纜接頭附近表面,在被測點附近局部形成熱平衡,通過嵌在測溫包內部的一組光纖光柵溫度傳感器實現溫度精確測量,由軟件推算電纜導體溫度以及電纜內外溫度梯度分布。

采用光纖光柵測溫包與分布式光纖測溫技術相結合,能夠更有效的監測電纜全局溫度和重點部位導體溫度,是一種行之有效的監測手段。

系統原理

將電纜測溫包直接敷設在被測電纜接頭附近表面,局部約束電纜的散熱,形成電纜局部熱平衡,使電纜導體溫度、電纜表面溫度、測溫包外層溫度形成溫度梯度。通過嵌在測溫包內的內側和外側的兩個光纖光柵溫度傳感器,對電纜表面溫度及測溫包外層溫度進行精確測試。然后通過數學模型即可推算電纜導體溫度。

 

光纖光柵測溫包測試原理圖

電纜測溫包通過局部約束電纜的散熱,形成電纜局部熱平衡和溫度梯度;通過兩個不同梯度位置光纖光柵溫度傳感器同步響應外界環境變化和導體散熱;通過高精度的光纖光柵溫度傳感器(溫度的分辨率0.01℃,相對精度0.1℃)獲取測試點溫度;通過理論分析和實際測算,獲取電纜熱阻和測溫包熱阻;然后利用數學模型推算導體溫度。應用這種方法可具有比傳統方式更優越的性能,系統自適應外界環境和負荷的變化。在外界環境緩慢變化的情況下,可實現推算導體溫度誤差<±2℃。

系統組成

光纖光柵測溫包系統由光纖光柵測溫包、傳輸光纜、光纖光柵解調儀、工控機及溫度監測軟件組成。

   

光纖光柵測溫包                    現場安裝測試圖                              
        

 

電纜導體測溫監測系統示意圖

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