分(fen)布式(shi)光(guang)纖測(ce)溫(wen)(wen)系(xi)統(tong)是近來逐步(bu)發展(zhan)起來的(de)一種用(yong)于實(shi)(shi)時(shi)測(ce)量空間溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)場(chang)的(de)新(xin)技術，可以連續實(shi)(shi)時(shi)監(jian)測(ce)光(guang)纖沿線十幾公里范圍內(nei)各點(dian)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)采集點(dian)達(da)上(shang)萬個，定(ding)(ding)位(wei)精度(du)(du)(du)(du)達(da)到到1m，測(ce)溫(wen)(wen)精度(du)(du)(du)(du)可達(da)±1℃，測(ce)溫(wen)(wen)范圍：- 20℃到 +150℃，非(fei)常(chang)適(shi)用(yong)于煤(mei)(mei)礦井(jing)(jing)下供電系(xi)統(tong)這(zhe)樣的(de)大范圍、惡劣環(huan)境、溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)監(jian)測(ce)點(dian)多的(de)場(chang)合。目前常(chang)用(yong)的(de)煤(mei)(mei)礦電氣設備溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)監(jian)測(ce)方法(fa)(fa)主(zhu)要有：人工紅(hong)外感應槍巡檢、熱敏電阻式(shi)測(ce)溫(wen)(wen)系(xi)統(tong)和熱電偶式(shi)測(ce)溫(wen)(wen)系(xi)統(tong)。傳統(tong)測(ce)溫(wen)(wen)方法(fa)(fa)存在(zai)無法(fa)(fa)實(shi)(shi)時(shi)監(jian)控(kong)、穩定(ding)(ding)性差、絕緣性差、現(xian)場(chang)環(huan)境危險、受電磁干擾(rao)大、采用(yong)模(mo)擬量傳輸損耗大、測(ce)溫(wen)(wen)精度(du)(du)(du)(du)低等缺(que)點(dian)。針(zhen)對煤(mei)(mei)礦井(jing)(jing)下電氣火災(zai)事(shi)故的(de)主(zhu)要原因及特點(dian), 福州華光(guang)天銳自主(zhu)研發了分(fen)布式(shi)光(guang)纖測(ce)溫(wen)(wen)技術對井(jing)(jing)下供電系(xi)統(tong)全方位(wei)進行溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)監(jian)測(ce)預警，甚至(zhi)對于部分(fen)非(fei)一類(lei)重要負荷可在(zai)升(sheng)溫(wen)(wen)幅度(du)(du)(du)(du)達(da)到燃(ran)點(dian)之(zhi)前給予斷(duan)電閉鎖(suo)的(de)反饋控(kong)制方案。

分布式光纖測溫系統原理

分布(bu)式(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)測(ce)溫(wen)(wen)(wen)是指：綜(zong)合利用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)拉(la)曼散(san)射(she)(she)效(xiao)應(ying)（Raman）和光(guang)(guang)(guang)(guang)時域(yu)反(fan)(fan)射(she)(she)測(ce)量技術（OTDR）來獲得(de)空間溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)分布(bu)信息的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)監測(ce)系統。生活中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)一些物理量，如(ru)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)、壓力(li)和張力(li)，可(ke)以(yi)(yi)影響玻(bo)璃(li)纖(xian)維并且局部(bu)地改變光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)傳輸特性(xing)。由于(yu)(yu)通過散(san)射(she)(she)可(ke)以(yi)(yi)使石英(ying)玻(bo)璃(li)纖(xian)維中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)發(fa)生衰減，由此可(ke)以(yi)(yi)確定外(wai)部(bu)物理效(xiao)應(ying)的(de)(de)(de)位置(zhi)，使得(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)可(ke)用(yong)作線性(xing)傳感器。熱效(xiao)應(ying)在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)石英(ying)固體(ti)中(zhong)(zhong)引起晶(jing)格振(zhen)蕩。當(dang)光(guang)(guang)(guang)(guang)落到這些熱激發(fa)的(de)(de)(de)分子(zi)振(zhen)蕩上時，光(guang)(guang)(guang)(guang)粒子(zi)和晶(jing)體(ti)分子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)之間發(fa)生相互作用(yong)時的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)散(san)射(she)(she)，也稱為拉(la)曼散(san)射(she)(she)，與(yu)入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)不同(tong)，這種散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜位移量相當(dang)于(yu)(yu)晶(jing)格振(zhen)蕩的(de)(de)(de)共振(zhen)頻率。從(cong)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)散(san)射(she)(she)回的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)包含(han)三(san)種不同(tong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜：瑞利散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)，斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)和反(fan)(fan)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)，反(fan)(fan)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)帶有很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)依賴性(xing)，而(er)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)幾乎與(yu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)無關，光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)受外(wai)部(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)影響使光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)發(fa)生變化，反(fan)(fan)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)強(qiang)與(yu)斯(si)(si)(si)托(tuo)(tuo)克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)光(guang)(guang)(guang)(guang)強(qiang)的(de)(de)(de)比值可(ke)以(yi)(yi)用(yong)來標(biao)定溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，利用(yong)這一原理可(ke)以(yi)(yi)實現光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)沿途(tu)各點溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)場的(de)(de)(de)分布(bu)式(shi)測(ce)量。

光(guang)(guang)(guang)(guang)時域反射(she)測量技術即（OTDR），其(qi)原理是：向(xiang)(xiang)被測光(guang)(guang)(guang)(guang)纖發出光(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)，產(chan)生(sheng)拉曼散(san)(san)(san)射(she)效應(ying)，形成的(de)背(bei)向(xiang)(xiang)散(san)(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)向(xiang)(xiang)后傳播(bo)至光(guang)(guang)(guang)(guang)纖的(de)起始端（也就是光(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)的(de)注入端），由于每個背(bei)向(xiang)(xiang)傳播(bo)的(de)散(san)(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)都對應(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖上的(de)一個散(san)(san)(san)射(she)點(dian)，因此根據其(qi)傳播(bo)時間即可判斷(duan)出光(guang)(guang)(guang)(guang)纖上發生(sheng)散(san)(san)(san)射(she)點(dian)的(de)位置。

近年來(lai)(lai)，我國煤(mei)(mei)礦(kuang)機電(dian)(dian)設(she)備(bei)的使用(yong)(yong)數量逐步增多(duo)，供電(dian)(dian)系(xi)統(tong)越來(lai)(lai)越復雜，線路(lu)長、分支多(duo)，電(dian)(dian)壓等級高、設(she)備(bei)臺(tai)數多(duo)、功率大，沿線開關、接線盒等節點(dian)多(duo)的現實(shi)情況給煤(mei)(mei)礦(kuang)供電(dian)(dian)系(xi)統(tong)帶(dai)來(lai)(lai)更大的火(huo)災隱患。在煤(mei)(mei)礦(kuang)生產實(shi)踐中，很多(duo)固定敷設(she)的纜(lan)線使用(yong)(yong)年限(xian)久，絕(jue)緣老化，電(dian)(dian)纜(lan)接頭(tou)接觸(chu)(chu)不良(liang)，加之缺乏有(you)效巡檢和及時維護，容(rong)易引(yin)起漏電(dian)(dian)打火(huo)產生火(huo)災；另外高壓開關或接線盒腔體內觸(chu)(chu)頭(tou)接觸(chu)(chu)不良(liang)，也容(rong)易引(yin)起電(dian)(dian)弧(hu)打火(huo)，設(she)備(bei)內部元件過熱引(yin)起電(dian)(dian)氣(qi)火(huo)災。以上這(zhe)些都(dou)是煤(mei)(mei)礦(kuang)電(dian)(dian)氣(qi)火(huo)災的主要原因。煤(mei)(mei)礦(kuang)井下電(dian)(dian)纜(lan)或高低壓開關設(she)備(bei)著火(huo)引(yin)發(fa)的重(zhong)(zhong)大火(huo)災事故嚴重(zhong)(zhong)威脅煤(mei)(mei)礦(kuang)安全(quan)。

分布式光纖(xian)測溫系(xi)統針對(dui)井下幾種不同的測溫對(dui)象，進行了相應的光纜敷設方案設計。

電(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)接(jie)頭(tou)(tou)光纜(lan)(lan)(lan)(lan)敷設煤礦井(jing)下的(de)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)接(jie)頭(tou)(tou)屬于纜(lan)(lan)(lan)(lan)線連(lian)接(jie)的(de)薄弱(ruo)點，極易發生短路或(huo)漏(lou)電(dian)過(guo)熱現象，針對(dui)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)接(jie)頭(tou)(tou)人工制作比較粗大的(de)特點，采(cai)用測(ce)溫光纜(lan)(lan)(lan)(lan)雙環纏繞方式固定在電(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)終端及接(jie)頭(tou)(tou)處，可(ke)使(shi)其(qi)充(chong)分緊密接(jie)觸，對(dui)整(zheng)個電(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)溫度(du)監測(ce)更密集、更靈敏。

電纜接頭的測溫光纖布設方式、電纜橋架中探測光纜的安裝、電纜槽內測溫光纖布設方式都有對應的解決方案。
煤礦井下各類纜線在實際敷設過程中為了美觀和達到標準化要求，較多地采用橋架封閉安裝。這給電纜的散熱和人工測溫造成極大的不便，針對此類監測對象的特點，光纜安裝采用 S 型曲線方式鋪設，橋架中電纜的溫度就可以實時掌握。
采用電纜鉤吊掛的電纜的溫度監測方式
煤礦井(jing)下現(xian)場各類(lei)電(dian)(dian)纜往往通過電(dian)(dian)纜鉤成(cheng)排(pai)(pai)吊(diao)掛(gua)，此時采(cai)取(qu)每根電(dian)(dian)纜緊密貼合布置一根光纜，煤礦井(jing)下成(cheng)排(pai)(pai)吊(diao)掛(gua)的電(dian)(dian)纜測溫(wen)光纖布設方式

高壓開關柜靜觸頭(tou)、母(mu)排溫度(du)在線(xian)監測(ce)

煤礦地面各變配電所高壓開關柜、井下防爆高開、移動變壓器、組合開關、變頻器等箱體式電氣設備都可采用光纖繞盤固定的安裝方式，對特定危險點重點監測，
煤礦在應用光纖(xian)測溫系統后，在其井下15.7km 巷道范圍內，總計約 57260m 長的(de)各類高(gao)低壓電(dian)纜沿途(tu)，共布置了 6314 個(ge)溫度監(jian)測點，測點分(fen)布之(zhi)廣、監(jian)測信息(xi)量之(zhi)大、傳輸距離之(zhi)長是(shi)傳統測溫方式(shi)遠遠不能達到的(de)。另外光纖(xian)測溫系統的(de)本(ben)安性(xing)、耐(nai)腐蝕、耐(nai)高(gao)壓、抗(kang)電(dian)磁干擾性(xing)能特別優異，并且(qie)能夠自動檢測光纜斷點精確位置，為系統快速修復提供便(bian)利。

高壓開關柜內測溫光纖布設方式
在安全和經(jing)濟效益方(fang)面，光纖測溫(wen)系統(tong)有(you)效解決了傳(chuan)統(tong)煤(mei)礦(kuang)(kuang)電工因工作量大(da)、疏忽大(da)意、責任心不足等(deng)(deng)因素，造成(cheng)的(de)人工巡查不到位，火災隱(yin)(yin)患發現不及時(shi)(shi)（往往等(deng)(deng)到冒煙時(shi)(shi)才能發現）的(de)巨大(da)隱(yin)(yin)患，給煤(mei)礦(kuang)(kuang)大(da)大(da)節省了人力成(cheng)本，提高了煤(mei)礦(kuang)(kuang)井(jing)下供電系統(tong)的(de)安全可靠性。