引用本文:
张彦琴,宁提纲,雷煜卿:分布式单模光纤测温技术改进及应用研究[J]. 光通信技术,2019,43(1):37-41.
张彦琴1,宁提纲1,雷煜卿2
(1.北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044;2.中国电力科学研究院有限公司,北京 100085)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:智能电网建设是智慧城市建设必不可少的一部分。为解决光纤复合低压电缆(OPLC)温度的实时监测、故障定位与隐患发现等问题,在基于喇曼散射的单模光纤分布式测温系统的温度解调模块中,提出利用背向瑞利散射光与反斯托克斯光比值的双路解调的优化方案;在数字处理模块中,提出多次累加平均与多小波算法相结合的方法。通过改进这两项技术进一步实现了测温高精度、定位高精度和空间高分辨率的在线实时测量目标,同时还在OPLC状态监测及安全运行评估系统中得到了验证。通过对温度、光功率和负荷电流等参量一体化测量,为OPLC安全运行评估、运维检修工作的简化、易行提供了技术支持。
关键词:电力光纤到户;OPLC;分布式测温;温度解调;数据处理
中图分类号:TN818 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)01-0037-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.01.009
0 引言
在智能电网建设中,随着电力行业的迅速发展,各种适用于电力系统的电力设备容量也大大增加。但由于电力设备的制造缺陷和运行单位的检修水平等原因,在使用过程中往往由故障引发大面积停电和火灾事故,这种现象在负荷增长较快的地区尤为常见。因此,输变电状态和电网设备的实时温度检测是重要的一环,它对运行安全状态的评估、隐患发现与故障定位等有重要意义[1-3]。
目前,国内分布式光纤传感测温技术已经具有最大监测距离为30km、空间分辨率达1~3m、测温精度为±1℃和温度分辨率达0.1℃的技术能力;国外最新的Sensor Trans5100系列产品融入了最新的计算机和光信号处理技术,达到了测温距离为15km、空间分辨率为1m和测量精度为±1℃的技术指标。但是面向电力光纤到户的光纤复合低压电缆(OPLC)的单模光纤测温技术尚未开展类似研究。分布式光纤温度传感技术凭借抗电磁干扰等自身优势,可以实现长距离、大范围和多点实时监测[4-7]。本文将该技术应用于电力光纤到户工程中的OPLC状态监测与安全运行状态评估系统中,通过改进分布式光纤喇曼测温技术性能,达到测温和定位高精度的技术指标。另外,将OPLC的负荷电流、光功率测量和分布式光纤测温技术集成在一起,实现对OPLC的3个状态量的一体化测量,可以开展OPLC健康状况和安全运行状态实时监测和评估,很大程度上简化了运维检修的工作,对输变电安全运行状态评估、故障预测和定位、及时检修和实现电力光纤到户都具有重要意义。
4 结束语
本文研究了分布式喇曼测温系统的温度解调和数据处理技术,在OPLC状态监测和运行状态评估系统的面向单模光纤的分布式喇曼测温模块中,提出了温度解调优化和数据处理优化技术,使该系统进一步实现了温度精度±1℃的在线实时测量目标。通过试验验证OPLC内部纤芯的温度测量方式能更好监测电缆的温度运行情况,对电缆保护起到更加显著的作用。该技术对电力光纤到户的进展工作起到重要的作用,并在推动智能电网建设的道路上扮演了重要角色。