光纖測溫系統(tǒng)在煤礦供電系統(tǒng)中的運用

閆小見

摘要：光纖溫度傳感系統(tǒng)基于光纖后向拉曼散射進行溫度實時測量，可以測量沿光纖分布每一點的溫度值，適應于大范圍多點溫度的監(jiān)測。系統(tǒng)可以準確地測量整根光纖上成千上萬點的溫度和位置信息，電纜監(jiān)測系統(tǒng)的組成由分布式光纖測溫主機，數(shù)據(jù)處理主機，分布式光纖測溫應用軟件，感溫光纜，聲光報警器液晶顯示器，激光打印機，鍵盤、鼠標和其它裝配附件等。應用在煤礦對高壓電纜進行溫度監(jiān)測。異常溫度變化報警，并將告警事件傳送至電力監(jiān)控系統(tǒng)，并輸出報警聲光信號提示值班人員，值班人員根據(jù)事件情況可以切斷電源，避免煤礦電纜火災事故發(fā)生及引起煤礦重大事故發(fā)生。

關鍵詞：光纖測溫系統(tǒng) 實時測量 電纜火災

1 概述

我國目前主要通過磁探測、電阻率探測法、氣體探測法、氡氣探測法、煤炭自然溫度探測法和紅外探測法等預報方法預測煤礦火災，這些預報辦法都在不同程度上存在一定的弊病，進而難以滿足礦井火災預警的需要。其中，紅外測溫屬于非接觸性測量方式，在使用過程中，容易受到環(huán)境及周圍電磁場的干擾，并且需要人工操作，進而難以實現(xiàn)在線測量，效率低下；電子溫度傳感器容易受電磁的干擾，機械溫度傳感器容易受環(huán)境因素的影響和制約。無論是測量效果，還是受干擾的程度，上述幾種檢測方法都不理想。因此，需要研究開發(fā)一種在線實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這是對煤礦電纜溫度進行監(jiān)測的關鍵。在煤礦火災預警系統(tǒng)中，我礦廣泛使用分布式光纖測溫系統(tǒng)，這種監(jiān)測方式具有廣闊的前景和深遠的意義。

通過對電纜引起火災的原因分析，可以看出電纜火災大部分是電纜局部溫度逐漸升高、是一個積累的過程，完全可以通過對易發(fā)生火災部位進行溫度檢測，根據(jù)溫度上升的趨勢來預測電氣設備和電纜的運行狀態(tài)，從而在故障點及時采取措施，防止火災的發(fā)生。

2 光纖測溫系統(tǒng)的組成及應用

在施工安裝的過程中，按照相應的安裝要求，對主機、控制臺及機柜、光纖等進行安裝。主機的安裝位置符合設計和環(huán)境條件要求，并采用螺釘固定安裝在井下變電所。主電源掛標識牌，其引入線直接與消防電源連接，嚴禁適用電源插頭。尾纖、同軸電纜放置在線槽內，外露部分穿軟管保護，并在每一接線端子上標注編號或掛標識牌。感溫光纖的安裝采用直線敷設方式，按照感溫光纖配置方案將感溫光纖直接敷設在電纜表面，并用每隔1.0-1.5m用扎帶進行固定，保證測溫光纖達到所要求的測溫精度和空間分辨率，實現(xiàn)最準確最有效的測量；遇到障礙物時應穿過障礙物（如立柱、支架、套管等），保證感溫光纖全部敷設在所測電纜上，并緊貼電纜表面；在感溫光纖走向改變或轉角處，在放置光纜時放置大于電纜長度的光纜，以滿足在敷設時感溫光纖最小半徑要求（感溫光纜半徑的20倍），在用扎帶固定時將光纜緊貼光纜表面后再進行捆扎，避免因為光纜長度不夠導致光纜懸空而未緊貼電纜表面；接入主機的感溫光纖宜留10m長的余量并妥善放置，并掛標識牌進行區(qū)分；對于需要精確定位的對象（如電纜的接頭、設備易發(fā)熱點等重要檢測部位），測溫光纖采用雙環(huán)形纏繞方式固定在電纜中間接頭處，保證測溫光纖與電纜中間接頭緊密接觸，雙環(huán)形纏繞光纖展開長度不小于5m；對于煤礦中用到的冷縮接頭，光纜可以直接敷設過去，不必做纏繞處理。對與高壓柜連接的電纜處，將光纖繞成半徑不小于感溫光纜半徑20倍的線圈，將線圈固定在連接處；光纖尾段用高溫加熱后封死，用電工膠帶纏繞，之后將測溫光纜纏繞在電纜尾端（約10m），用膠帶固定在電纜上。光纜起止端進入變電站，與測溫設備的專用尾纖連接，并接入設備主機。根據(jù)巷道的特點，將感溫光纜敷沿著巷道走向進行敷設，并將光纜固定在靠近車軌方或巷道壁上。在交叉口、風口、轉彎處等一些需要重點監(jiān)測的地方，采用敷設感溫線纜圈的方式，提高測溫精度和準確性。以光纜為傳感器，將光纜和電纜敷設在一起，使光纜處在電纜的溫度場中。通過測量光纜的溫度便可得知整根電纜的溫度曲線。實時監(jiān)控若干根電纜的溫度狀態(tài)。通過對電力電纜進行在線實時溫度監(jiān)測，保證電纜在不超過允許運行的溫度狀態(tài)下，將輸送能力發(fā)揮到最大；對電纜接頭進行實時監(jiān)測，避免電纜接頭因過熱造成故障；因為光纜與電纜敷設在一起，因此無論人為或自然力造成電纜中斷，都有可能造成光纜同時中斷，系統(tǒng)可以對光纜中斷準確定位。電纜常常放置在電纜溝中，我們在監(jiān)測電纜的同時也可以監(jiān)測電纜溝的環(huán)境溫度，我們就能更加準確的對報警進行預測。

3 結束語

光纖測溫系統(tǒng)在煤礦中的應用，提升了礦井的安全管理水平，將光纜和電纜敷設在一起，使光纜處在電纜的溫度場中，通過測量光纜的溫度獲取整根電纜的溫度曲線。當發(fā)生火警、光纜中斷時，系統(tǒng)能對火警位置、中斷位置進行定位，能夠連續(xù)監(jiān)測電纜整條線路的溫度，在長距離與快速測量下，能得到高精度數(shù)據(jù)，當監(jiān)測到電纜溫度超過警戒值時可自動切斷電源，有耐高壓、抗電磁輻射等特性，測溫光纜還具有防燃、防爆、抗腐蝕、耐高溫、使用壽命長等優(yōu)點，可以有效的預防電纜火災，杜絕煤礦電纜著火而引起的煤礦瓦斯煤塵爆炸事故。

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2010（11）.endprint