光电缆的分布式温度传感网络.pdf

【分布式温度传感网络在光电缆中的应用】 光电缆（Optical power cable，OPC）是一种融合电能传输和光信息传输的集成介质，是智能电网建设的基础。在电力系统的运行中，实时监测光电缆的温度至关重要，因为它可以预防过热或短路引发的安全事故。然而，传统的电类温度传感器在高压环境中易受干扰。 分布式温度传感系统利用布拉格光纤光栅（Bragg Grating）作为温度传感器，嵌入光电缆中。光纤光栅是一种特殊的光纤元件，其中心波长随温度变化而发生偏移。当光电缆线路中温度异常时，通过检测反射光的波长偏移，可以精确判断温度变化的大小和位置。这种系统利用可调谐脉冲激光器作为光源，相比宽带光源，它的功率大、能量集中，不仅增加了传输距离，还突破了带宽限制，实现大面积的温度监测网络。 该文提出了一种基于有限元分析的方法来建立光电缆的温度场模型。有限元法是一种数值计算技术，将连续结构分解为多个单元，通过节点处的连接和场函数近似，求解复杂问题。在此基础上，分析光电缆的温度分布，以了解不同位置的温度状态。 文章中提到的光电缆结构由中心的光纤光栅和周围3根电缆及1根光缆组成，形成一个一体化的传输系统。通过在生产过程中直接将光纤光栅整合进光缆，可以在运行期间便捷地监控光电缆的工作状态。 实验结果显示，光纤光栅对温度变化的敏感性达到了11.4 pm/°C，测量温度与实际温度的误差控制在3%以内。这表明该分布式温度传感网络具有较高的精度和可靠性，适合用于光电缆的实时温度监测和故障定位，从而提高电力系统的安全性和效率。 总结来说，分布式温度传感网络利用布拉格光纤光栅和可调谐脉冲激光器，提供了一种经济、实用的解决方案，解决了传统传感器在高压环境下的局限性。通过这种方式，能够实时监测光电缆的温度变化，准确定位温度异常位置，对于智能电网的建设和维护提供了有力的技术支持。