CN204422101U - 一种用于智能电网的分布式光纤测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，包括测温主机、光纤和后台服务器，测温主机包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元；光源连接到光波分复用器，光波分复用器设有3种类型的接线端口，分别连接到光源、光纤和光电探测器；光电探测器设有2个，均连接到CPU主控单元；光电探测器与CPU主控单元之间还设有放大电路；CPU主控单元连接有继电器，继电器连接有报警装置。该实用新型的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，能非常精确的测量高压环境中的电力设施的温度，且测量结果可靠。

Description

一种用于智能电网的分布式光纤测温装置

技术领域

本实用新型涉及电力设施设备领域，具体涉及一种用于智能电网的分布式光纤测温装置。

背景技术

电力的一大优点，在于可以实现远距离传输，但在远距离传输中，为了减少能耗，需要高压传输，到达目的地后降压使用。所以电力***中很多的设施都是在高压环境中的。

这些在高压环境中的设施，在长期运行过程中常出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动，触点和母线排连接处老化等问题，造成设备过热甚至出现严重事故。

所以需要对这些设施进行温度的监控，也就是对这些设施进行测温。显然，这种测温不太适合人工进行，一是人工只能定期测量，无法长期测量，无法及时发现问题；二是人工测量也不太安全，因为都是高压环境。

采用自动测温装置是比较好的选择，常见的自动测温装置有热电偶、半导体温度传感器等测温，通过有线传输，还有红外测温，无线传输。但是这些测温装置的测量精度都不够高，如果在一些重点地段，重要的设备中使用这些测温装置，有比较大的安全隐患。

因此，设计一种新型的测温装置，能非常精确的测量高压环境中的电力设施的温度，且测量结果可靠，是本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：设计一种新型的测温装置，能非常精确的测量高压环境中的电力设施的温度，且测量结果可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，包括测温主机、光纤和后台服务器，所述测温主机包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元；所述光源连接到所述光波分复用器，所述光波分复用器设有3种类型的接线端口，分别连接到所述光源、所述光纤和所述光电探测器；所述光电探测器设有2个，均连接到所述CPU主控单元；所述光电探测器与CPU主控单元之间还设有放大电路；所述CPU主控单元连接有继电器，所述继电器连接有报警装置。

优选的，所述CPU主控单元与所述继电器之间还设有隔离电路。

优选的，所述继电器为32路继电器。

优选的，所述CPU主控单元还设有连接到所述后台服务器的通讯总线，所述CPU主控单元和所述通讯总线通过所述隔离电路连接。

优选的，所述CPU主控单元还设有液晶显示屏。

优选的，所述光源为高频脉冲激光发生器。

优选的，所述光电探测器与所述放大电路之间还设滤波电路。

优选的，所述光电探测器内设有雪崩光电二极管。

通过上述技术方案，本实用新型提供的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，包括测温主机、光纤和后台服务器，其中的测温主机包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元，光源发出脉冲光通过波分复用器进入探测光纤，光纤内分子及不均匀的杂质对入射的脉冲光会产生一种拉曼散射，拉曼散射是一种背向散射(即可回射到波分复用器)，通过波分复用器到达光电探测器，再传到CPU主控单元做分析处理，可以得到测量处的温度信息；由于雪崩光电二极管和放大电路使信号的信噪比比较高，进一步提高了测量精度，使测量结果可靠准确，另外，继电器有36路，可以实现分路分段报警，减少能耗。其有益效果是：非常精确的测量高压环境中的电力设施的温度，且测量结果可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.测温主机     11.光源    12.光波分复用器     13.光电探测器     14.CPU主控单元     141.液晶显示屏     15.放大电路16.继电器     17.隔离电路     18.通讯总线     19.滤波电路2.光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的原理是：包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元，光源发出脉冲光通过波分复用器进入探测光纤，光纤内分子及不均匀的杂质对入射的脉冲光会产生一种拉曼散射，拉曼散射是一种背向散射(即可回射到波分复用器)，通过波分复用器到达光电探测器，再传到CPU主控单元做分析处理，可以得到测量处的温度信息；由于继电器有36路，可以实现实现分路分段报警，减少能耗；另外，雪崩光电二极管和放大电路使信号的信噪比比较高，进一步提高了测量精度。

实施例：

如图1所示，一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，包括测温主机1、光纤2和后台服务器(未在图中示出)，测温主机包括光源11、光波分复用器12、光电探测器13和CPU主控单元14；光源连接到光波分复用器，光波分复用器设有3种类型的接线端口，分别连接到光源、光纤和光电探测器；光电探测器设有2个，均连接到CPU主控单元；光电探测器与CPU主控单元之间还设有放大电路15；CPU主控单元连接有继电器16，继电器连接有报警装置(未在图中示出)。

测温主机1一般安装在一些重点地段，光纤2则分布到各个设备和其它需要测温的地点，后台服务器一般安装在电力调度处的机房内。

光纤的本征特性和越来越多的实用案例充分证明了分布式光纤测温是解决温度监测难题、火情预警与探测方面的最佳选择方案。在国内己广范应用到各个领域，如煤炭、电力、治金、轨道交通、石油化工、高层商用建筑等。所以在智能电网中同样适用。

分布式光纤测温中，光纤既是传输媒体又是传感媒体，利用光纤背向拉曼散射的温度效应，光纤所处的空间温度场调制了光纤是背向拉曼散射的强度(反斯托克斯背向拉曼散射光的强度)，经波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光信号，经信号处理可以解调出实时的温度信息。在时域中，利用光时域反射技术(Optical Time Domain Reflection)，根据光在光纤中的传输速率和背向拉曼散射光的回波时间，可以对温度点进行定位。

其基本原理是：光源发出脉冲光通过光波分复用器进入光纤，光纤内分子及不均匀的杂质对入射的脉冲光有散射作用，入射脉冲光沿着光纤向前传输，散射光向四周传输，其中沿光纤背向传输的散射光会传输到光波分复用器，再到达探测器，通过放大电路处理后传至CPU运算处理。

背向散射光中有拉曼散射光，包括斯托克斯光和反斯托克斯光，反斯托克斯光与温度有很大关系，但与光纤的损耗、应力、拉力、弯曲、挤压等因素也有关系，斯托克斯光只与光纤的损耗、应力、拉力、弯曲、挤压等因素有关，受温度影响很小，可以忽略不计，所以结合反斯托克斯光与斯托克斯光，排除光纤的损耗、应力、拉力、弯曲、挤压等因素，就可以得到只与温度高低有关的信号。

波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。光波分复用器12就是采用了这样技术的一个部件，它将光源发出的光耦合到同一根光纤中。

光电探测器13是能将光信号转换成电信号的部件，将从光波分复用器出来的斯托克斯光和反斯托克斯光转换成电信号输入CPU主控单元。光电探测器设有2个，一个是探测斯托克斯光，另一个是探测反斯托克斯光。

CPU主控单元14会对光电探测器输出的电信号，进行处理，得到温度的信息，然后根据情况报警。

其中，CPU主控单元14与继电器16之间还设有隔离电路。电气隔离的目的之一是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离开来，从而达到隔离现场干扰的目的，而在数字电路和模拟电路之间，也是有必要设置隔离电路。

其中，继电器16为32路继电器。32路继电器可以分路分段报警，减少能耗。

其中，CPU主控单元14还设有连接到后台服务器的通讯总线18，CPU主控单元和通讯总线通过隔离电路连接。通讯总线为RS485或CAN总线，这样可以把CPU主控单元处理得到的温度信息传输到后台服务器，做进一步的分析和存档。

其中，CPU主控单元14还设有液晶显示屏141。液晶显示屏可以更直观的观察测量处的温度情况。

其中，光源11为高频脉冲激光发生器。这样可以连续、实时的获得测量处的温度情况。

其中，光电探测器13与放大电路15之间还设滤波电路19，滤波电路可以过滤掉一些影响处理的杂乱的电流信号。

其中，光电探测器13内设有雪崩光电二极管。雪崩光电二极管可以成倍的增加光电流，以提高信噪比。

在上述实施例中，本实用新型提供的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，包括测温主机、光纤和后台服务器，其中的测温主机包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元，光源发出脉冲光通过波分复用器进入探测光纤，光纤内分子及不均匀的杂质对入射的脉冲光会产生一种拉曼散射，拉曼散射是一种背向散射(即可回射到波分复用器)，通过波分复用器到达光电探测器，再传到CPU主控单元做分析处理，可以得到测量处的温度信息；由于雪崩光电二极管和放大电路使信号的信噪比比较高，进一步提高了测量精度，使测量结果可靠准确，另外，继电器有36路，可以实现分路分段报警，减少能耗。其有益效果是：非常精确的测量高压环境中的电力设施的温度，且测量结果可靠。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，包括测温主机、光纤和后台服务器，所述测温主机包括光源、光波分复用器、光电探测器和CPU主控单元；所述光源连接到所述光波分复用器，所述光波分复用器设有3种类型的接线端口，分别连接到所述光源、所述光纤和所述光电探测器；所述光电探测器设有2个，均连接到所述CPU主控单元；所述光电探测器与CPU主控单元之间还设有放大电路；所述CPU主控单元连接有继电器，所述继电器连接有报警装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述CPU主控单元与所述继电器之间还设有隔离电路。

3.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述继电器为32路继电器。

4.根据权利要求2所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述CPU主控单元还设有连接到所述后台服务器的通讯总线，所述CPU主控单元和所述通讯总线通过所述隔离电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述CPU主控单元还设有液晶显示屏。

6.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述光源为高频脉冲激光发生器。

7.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述光电探测器与所述放大电路之间还设滤波电路。

8.根据权利要求1所述的一种用于智能电网的分布式光纤测温装置，其特征在于，所述光电探测器内设有雪崩光电二极管。