式中可以看出, R( r) 僅與溫度 T 有關,而與光強、入射條件、光纖幾何尺寸及光纖成分無關。據此, 我們可以借助探測反斯托克斯及斯托克斯后向拉曼散射光強之比值來實現溫度測量, 利用該原理的溫度傳感檢測原理。另外, 利用 OTDR 技術, 還可以確定光纖長度損耗和光纖故障點、斷點的位置。光纖溫度傳感原理的主要依據是光纖的光時域反射( OTDR: Optical T ime Domain Reflectome try) 原理以及光纖的背向拉曼散射( Raman Scat tering) 溫度效應。

光纖溫度傳感系統的結構

分布式光纖測溫主機由激光二極管( LD) 和驅動器( DRIVER) 、光電檢測器( APD) 和放大器組件( AMP) 、光纖傳感回路( OFL) 和信號處理電路、計算機等組成。

為確保激光二極管功率及峰值波長的穩定,采用半導體在冷低溫恒溫槽冷卻工作。激光脈沖通過耦合器入射到光纖傳感回路, 并將光纖傳感回路的背向散射回波采集回來, 通過波長甄別模塊分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道; 光電檢測器組件為高靈敏、低噪聲硅雪崩二級管組件 (APD) , 為了確保 APD 的穩定工作, 使其在低溫恒溫槽冷卻工作。

其構成原理決定了它不會受到電磁干擾的影響, 也不會對電氣設備的正常運行帶來任何的影響。通過采用不同的外護套材料, 光纖溫度傳感系統可以適應各種工作環境。光纖測溫可以對電氣配電裝置的母排、動力電纜的接頭等部位進行零距離監測。其構成原理決定了它不會受到電磁干擾的影響, 也不會對電氣設備的正常運行帶來任何的影響。

纖溫度傳感系統在電力系統中的應用

光纖測溫在電力系統的應用范圍, 歸納起來包括以下幾個方面。電力電纜的表面溫度及電纜密集區域的溫度監測監控。

可以預計的場合還包括: 各種大、中型發電機、變壓器、電動機的溫度分布測量、熱動保護以及故障診斷; 火力發電廠的加熱系統、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點檢測; 地熱電站和戶內封閉式變電站的設備溫度監測等等。

光纖溫度傳感作為一種高新技術在國內已經開始推廣應用。我們相信隨著電力系統廣大工程技術人員對該技術的熟悉了解, 該技術必將對電力系統的安全運行作出貢獻。