智能變電站紅外成像及光纖傳感在線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品簡(jiǎn)介

1、智能變電站紅外成像及光纖傳感在線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng) 產(chǎn)品簡(jiǎn)介智能變電站紅外成像及光纖傳感在線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品簡(jiǎn)介煙臺(tái)艾睿光電科技有限公司二0一一年三月目 錄概 述2第一部分 irt513-c紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)指標(biāo)及功能4一、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)和功能41.1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則4a、技術(shù)先進(jìn)；全面解決電力設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的技術(shù)難題。4b、自動(dòng)化程度高；自動(dòng)搜索目標(biāo)、監(jiān)測(cè)溫度并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。5c、實(shí)用性強(qiáng)；功能齊全、可視化操控界面一目了然。5d、可靠性高；結(jié)構(gòu)合理、接口開放、穩(wěn)定可靠。61.2系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)61.3 系統(tǒng)整體指標(biāo)及功能71.4 測(cè)溫軟件功能91.5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能9

2、二、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)組成121、前端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元132、后臺(tái)主控通信中心133、智能監(jiān)測(cè)客戶端14三、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)151、技術(shù)先進(jìn)：采用最新數(shù)字圖像技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)152、實(shí)用性強(qiáng)；多種實(shí)用工作方式供操作者選擇153、可靠性高；模塊化設(shè)計(jì)穩(wěn)定、可靠，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)164、功能完善：具有管理秘書功能的短信工作平臺(tái)16技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)18第二部分 光纖傳感溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)21一 、全封閉電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)的必要性211、 全封閉電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀212、 全封閉電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)的必要性21二 、光纖傳感技術(shù)溫度在線監(jiān)測(cè)的可行性分析221、 光纖傳感的定義和分類222、 光纖

3、傳感的特點(diǎn)233、 總結(jié)24三 、光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在開關(guān)柜溫度點(diǎn)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用241、光纖光柵傳感原理242、光纖光柵傳感系統(tǒng)組成253、光纖光柵傳感系統(tǒng)的主要指標(biāo)263.1 傳感器的主要指標(biāo)263.2 監(jiān)測(cè)儀的主要指標(biāo)274、安裝方式27四 、分布式光纖溫度傳感器（dts）在電纜測(cè)溫中的應(yīng)用291、分布式光纖傳感的原理292、分布式光纖傳感系統(tǒng)的組成303、分布式傳感系統(tǒng)的主要功能和指標(biāo)303.1 分布式測(cè)溫主機(jī)303.2 測(cè)溫光纜參數(shù)314、系統(tǒng)主要特點(diǎn)325、安裝方式34五 、國(guó)內(nèi)典型應(yīng)用案例35概 述隨著科技的不斷進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，電力設(shè)備自動(dòng)化控制和現(xiàn)場(chǎng)無人值守巳成為必然趨勢(shì)。

4、此時(shí)，對(duì)無人現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面、完美的監(jiān)控尤為重要。特別是近兩年智能電網(wǎng)概念的提出，對(duì)于在線狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)有了更高的要求。智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。 智能電網(wǎng)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間給出需要維修設(shè)備的信號(hào)

5、，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的控制裝置可以被調(diào)整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。通過對(duì)系統(tǒng)控制裝置的這些調(diào)整，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高運(yùn)行的效率。最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運(yùn)行將大大降低電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用。紅外熱像診斷技術(shù)的應(yīng)用，解決了電網(wǎng)中的大量戶外及裸露設(shè)備熱性故障問題，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。由于該技術(shù)是對(duì)設(shè)備表面輻射的紅外光進(jìn)行非接觸、遠(yuǎn)距離熱成像檢測(cè)，不受電場(chǎng)干擾，因此具有直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高、快速、安全、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，已成為電力設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的重要手段。 對(duì)于全封閉金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)如斷路器、刀閘聯(lián)接點(diǎn)和觸頭的測(cè)溫，紅外熱像儀限于紅外線不能

6、穿透物體的特性而無法進(jìn)行，多年來由于無法突破有關(guān)技術(shù)使得這一領(lǐng)域掌控電力設(shè)備安全運(yùn)行受到一定限制。我司研發(fā)的光纖光柵感溫故障監(jiān)控系統(tǒng)徹底地解決了這一疑難雜癥，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)開關(guān)柜及一些閉合設(shè)備等一次運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)，防止事故的發(fā)生，真正地作到防患于未然。其次也為實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，提高檢修效率，大大降低檢修成本和管理成本起到關(guān)鍵的作用。本設(shè)計(jì)方案采用模塊化集成的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)電力行業(yè)規(guī)程，提出一攬子解決問題的方案，不僅紅外熱像在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可作為獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行；光釬測(cè)溫系統(tǒng)也可自成系統(tǒng)，而且作為一個(gè)信息化建設(shè)的組成部分具有與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開放性接口，本系統(tǒng)所采用的各

7、軟硬件設(shè)備均為當(dāng)前紅外熱像在線監(jiān)測(cè)及開關(guān)柜內(nèi)部測(cè)溫年系統(tǒng)中所使用的最新先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品并經(jīng)過時(shí)間證明其為可靠安全的系統(tǒng)。本系統(tǒng)有很強(qiáng)的可拓展性。可不斷實(shí)現(xiàn)新技術(shù)、新設(shè)備擴(kuò)展，與其它系統(tǒng)有較強(qiáng)兼容性。第一部分 irt513-c紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)指標(biāo)及功能一、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)和功能1.1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)工程的關(guān)鍵。需全面構(gòu)思，周密設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品具有良好的操縱維修性能和使用性能，同時(shí)降低設(shè)備的維修和使用費(fèi)用。具備完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和完整的生產(chǎn)制造能力，使成本能有效控制。系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)化的零部件，減少品種和規(guī)格。并考慮到當(dāng)前實(shí)際需求和系統(tǒng)今

8、后的升級(jí)、換代?？傊?，系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)做到以下幾點(diǎn)：a、技術(shù)先進(jìn)；全面解決電力設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的技術(shù)難題。² 采用最新紅外技術(shù)，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的發(fā)熱缺陷。在無光的夜晚效果更佳。同時(shí)配有高變倍可見光攝像機(jī)，在白天對(duì)紅外觀察提供更加有效的輔助視覺支持。有效解決電力設(shè)備定期循撿需要大量人力、車輛、配套設(shè)備等復(fù)雜難題。² 紅外設(shè)備采用一流的密封設(shè)計(jì)。紅外鏡頭、機(jī)芯、接線采用一體式密封，有效防止電路板、焊點(diǎn)、接線等電路接觸點(diǎn)的腐蝕和老化，大大延長(zhǎng)電路板的工作壽命，保證設(shè)備工作可靠性；同時(shí)通過先進(jìn)的納米導(dǎo)熱管技術(shù)將機(jī)芯的發(fā)熱傳導(dǎo)到機(jī)殼，解決了在全密封狀態(tài)下設(shè)備散熱的難題。²

9、配置免維護(hù)高速室外專業(yè)云臺(tái)。具有預(yù)置位設(shè)置、預(yù)置位巡航、及控制為反饋等多種功能。能在野外環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、無需做保養(yǎng)，保證工作可靠性、減少檢修強(qiáng)度。與紅外熱像儀配套使用，大大增強(qiáng)紅外熱像儀監(jiān)控能力。² 采用先進(jìn)的光纖圖像、控制傳送技術(shù)。每個(gè)紅外熱像儀監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心的連接僅需一根光纖和一根電源線。增加紅外熱像儀監(jiān)控點(diǎn)時(shí)僅需從最近的監(jiān)控點(diǎn)擴(kuò)展接線就能實(shí)現(xiàn)通訊傳送功能。有效將敷設(shè)線路的難度降低，大大縮短施工周期和難度。使監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)和擴(kuò)充更加便捷、靈活。² 監(jiān)控中心管理功能擴(kuò)展。除滿足工作人員需要的監(jiān)控、報(bào)警、錄像功能外?？梢詳U(kuò)展局域網(wǎng)互聯(lián)，其他辦公室管理者也可以通過局域網(wǎng)

10、及時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)紅外設(shè)備工作情況。還可以將紅外熱像儀監(jiān)控圖像傳送到internet。在異地或更遠(yuǎn)的地方，也能通過上網(wǎng)連接監(jiān)控中心的全球眼設(shè)備了解紅外熱像儀監(jiān)控狀態(tài)。使監(jiān)控系統(tǒng)的功能得到更大的擴(kuò)展和延伸。b、自動(dòng)化程度高；自動(dòng)搜索目標(biāo)、監(jiān)測(cè)溫度并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。² 圖像識(shí)別和跟蹤算法是我公司的一項(xiàng)特長(zhǎng)，并申請(qǐng)了多個(gè)相關(guān)技術(shù)專利。在提高自動(dòng)化方面，這些算法功能能夠解決自動(dòng)搜索目標(biāo)，并進(jìn)行測(cè)溫及報(bào)警和錄像等功能。大大提高了自動(dòng)化程度，減小工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。² 自動(dòng)巡檢功能；紅外測(cè)溫儀可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的檢測(cè)流程對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景中的監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行定時(shí)巡檢；同時(shí)可以對(duì)同間隔設(shè)備進(jìn)行三項(xiàng)對(duì)比檢測(cè)，橫

11、向比較同間隔設(shè)備的溫度變化，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常溫度。² 溫度報(bào)警功能；自動(dòng)生成溫度檢測(cè)結(jié)果，并保存溫度異常設(shè)備的溫度檢測(cè)圖片和信息。同時(shí)將報(bào)警信息發(fā)送到設(shè)備管理人員，使其及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況。c、實(shí)用性強(qiáng)；功能齊全、可視化操控界面一目了然。² 紅外提示按鍵不停閃耀，提示工作人員發(fā)現(xiàn)了異常設(shè)備需要及時(shí)處理，并同步進(jìn)行圖像錄像。以上是系統(tǒng)工作時(shí)的報(bào)警場(chǎng)景。監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)的完成了可疑目標(biāo)的識(shí)別、報(bào)警和提示功能。² 進(jìn)一步對(duì)可疑目標(biāo)的排查。當(dāng)發(fā)生報(bào)警后，工作人員可以馬上操控報(bào)警的紅外熱像儀，將控制位調(diào)整到報(bào)警地點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)紅外熱像儀具有的紅外雙視場(chǎng)功能，將監(jiān)控區(qū)域的圖像放大。報(bào)警

12、目標(biāo)的輪廓、特征細(xì)節(jié)被紅外光學(xué)系統(tǒng)放大后更加清晰的顯示在圖像中。² 報(bào)警錄像是日后生成檢修報(bào)告的重要依據(jù)。紅外監(jiān)控系統(tǒng)可以將全部紅外設(shè)備的圖像信息不間斷錄制下。并對(duì)報(bào)警圖像按日期編制保存。通過寬展硬盤保證錄像數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存，并可以通過dvd刻錄機(jī)刻錄到光盤中長(zhǎng)期保管。d、可靠性高；結(jié)構(gòu)合理、接口開放、穩(wěn)定可靠。² 系統(tǒng)具有性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善、體系先進(jìn)的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活、操作方便、布局合理，滿足長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的要求。² 系統(tǒng)具有良好的標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、集成性、安全性、可擴(kuò)充性及可維護(hù)性，可根據(jù)需要方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)逐級(jí)匯接，增減各類站級(jí)前端設(shè)備等。&#

13、178; 系統(tǒng)所使用的視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)采用符合大規(guī)模拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的傳輸需要的、低比特率的、交互式的、先進(jìn)通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。² 系統(tǒng)所用軟件、硬件、人機(jī)界面、通信協(xié)議和通信接口等遵循當(dāng)前最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。² 采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的耐壓、抗浪涌電壓沖擊、抗雷擊、抗強(qiáng)電磁干擾等其它抗干擾措施。² 系統(tǒng)各層次的網(wǎng)絡(luò)互連優(yōu)先使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。1.2系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)（1）先進(jìn)性首先采用的紅外機(jī)芯組件具有如下特點(diǎn)² 采用當(dāng)今頂級(jí)、技術(shù)成熟的高靈敏度非制冷焦平面（vox探測(cè)器）核心器件。（netd40mk）² 無熱噪聲，極佳的圖像均勻性（0

14、.25%）和溫度穩(wěn)定性，全天候長(zhǎng)時(shí)間工作，無須補(bǔ)償。² 系統(tǒng)工作電壓范圍寬、功耗低（dc524v；2.0w）,具有良好的電子學(xué)特性。² 優(yōu)于國(guó)軍標(biāo)gjb對(duì)使用性環(huán)境要求（-40+60），適用于更惡劣的試驗(yàn)性環(huán)境（-45+75）。² 標(biāo)準(zhǔn)靈活的計(jì)算機(jī)接口實(shí)現(xiàn)了整機(jī)強(qiáng)大功能，具有視頻同步信號(hào)輸入、異步復(fù)位、串口控制、lvds（或usb2.0或以太網(wǎng)口）數(shù)字視頻與控制、pal視頻輸出等，通訊協(xié)議開放并可靈活更改，同時(shí)為用戶可提供二次開發(fā)所需的軟件包。（2）完整性 功能完備，接口豐富，結(jié)合了以dsp和千萬門級(jí)的fpga為核心的實(shí)時(shí)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。可以進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)圖像增

15、益調(diào)節(jié)，圖像黑白、調(diào)色，圖像抓拍、存儲(chǔ)，自動(dòng)/手動(dòng)校正，數(shù)字光標(biāo)。（3） 易操作系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便，參數(shù)的設(shè)置提供說明性文字，并提供可選項(xiàng)供用戶選擇，減少用戶使用系統(tǒng)時(shí)的工作量。本設(shè)計(jì)提供了方便，易用的用戶操作接口。（4） 穩(wěn)定性系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，具備較高的響應(yīng)效率。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)施和應(yīng)用時(shí)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、軟硬件平臺(tái)、技術(shù)服務(wù)和維護(hù)響應(yīng)能力等方面綜合考慮，確保系統(tǒng)應(yīng)用中最低的故障率，確保系統(tǒng)較高的性能和穩(wěn)定性。1.3 系統(tǒng)整體指標(biāo)及功能² 紅外探測(cè)機(jī)芯技術(shù)指標(biāo)探測(cè)器材料：vox非制冷凝視焦平面響應(yīng)波段：8m14m像元素：320×240像元尺寸：38m×38m電子

16、調(diào)焦：有幀頻：25hznetd:40mk(f/0.7)供電電壓：dc524v（標(biāo)準(zhǔn)12vdc）功耗：小于2.5w模擬輸出格式：pal制數(shù)字視頻：16bit, lvds接口（或usb2.0）工作溫度：-40+75² 紅外成像整機(jī)技術(shù)指標(biāo)l 測(cè)溫范圍：0200l 測(cè)溫精度：±2或2%滿量程l 溫度分辨率（netd）：0.05l 光學(xué)系統(tǒng)：f=40mml 視 場(chǎng) 角：17.2o×13.1o；（可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)）l 圖像刷新頻率: 50hzl 通過內(nèi)置和外置黑體，全自動(dòng)校溫l 輸出視頻格式：標(biāo)準(zhǔn)pal或ntsc制式l 測(cè)溫穩(wěn)定性：0.31.4 測(cè)溫軟件功能²

17、測(cè)溫功能a） 支持點(diǎn)、線、圓、矩形、多邊形、兩點(diǎn)溫差a) 可以修改測(cè)溫對(duì)象的顯示顏色、名稱。b) 可以修改某個(gè)測(cè)溫對(duì)象的發(fā)射率。c) 線、圓、矩形、多邊形最高溫、最低溫顯示。d) 任意兩點(diǎn)溫差、相對(duì)溫差、 相對(duì)溫差比e) 測(cè)溫對(duì)象可以隨意移動(dòng)位置，改變大小。f) 可以選擇將測(cè)溫對(duì)象的溫度、最高溫、最低溫度或平均溫度。² 實(shí)時(shí)顯示光標(biāo)所在位置的溫度。² 線分析曲線圖顯示溫度分布，溫度值坐標(biāo)與空間位置同時(shí)對(duì)應(yīng)移動(dòng)。 可以修改圖像顏色，保存其他格式的圖像文件。² 直方圖分析。以柱狀圖的方式顯示對(duì)紅外圖像、線、圓、矩形、多邊形的溫度統(tǒng)計(jì)。² 打開圖像時(shí)可以預(yù)覽圖

18、像。² 八種預(yù)置偽彩色顯示，可隨意切換顯示方式。² 等溫線功能。用指定顏色（3種顏色）顯示某個(gè)溫度范圍的圖像。通過報(bào)表向?qū)蓤?bào)表，報(bào)表模板可以根據(jù)單位標(biāo)準(zhǔn)定制。1.5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能² 紅外監(jiān)控軟件能實(shí)時(shí)對(duì)紅外圖像中任意鼠標(biāo)指示點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)測(cè)溫,響應(yīng)時(shí)間小于0.2秒；能對(duì)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行溫差檢測(cè)，并具有溫差趨勢(shì)分析功能。同時(shí)紅外圖像采用全數(shù)字處理方式（采集、傳送、分析、存儲(chǔ)）。可以保存紅外圖片和紅外錄像，并具備回放再次測(cè)溫的功能。² 自動(dòng)巡檢：系統(tǒng)具備預(yù)置行程，紅外測(cè)溫儀具有定時(shí)自動(dòng)循撿功能。并能對(duì)被監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行錄像及快照。最大利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能方式運(yùn)作，

19、無需看管而自動(dòng)巡測(cè)。² 自動(dòng)預(yù)警：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備溫度異常自動(dòng)報(bào)警，存儲(chǔ)設(shè)備工作狀態(tài)熱圖，可根據(jù)報(bào)警信號(hào)位置切換指定紅外熱像儀器畫面，實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)，提示人員具體位置狀況信息，以便馬上排除故障及給出工作報(bào)告。系統(tǒng)能根據(jù)工作人員需要和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行靈活設(shè)置保障監(jiān)控、報(bào)警的準(zhǔn)確性，確保故障時(shí)動(dòng)作迅速、非故障時(shí)誤報(bào)率低，并具有短信告警功能。² 遠(yuǎn)程控制：在變電站應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)視同一變電站多路（1、4、9、16）實(shí)時(shí)紅外圖像信息并實(shí)現(xiàn)一機(jī)同屏同時(shí)監(jiān)視,同時(shí)紅外圖像中疊加測(cè)溫信息；除在變電站可監(jiān)視外，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)在華中電網(wǎng)公司技術(shù)中心對(duì)多個(gè)變電站區(qū)域內(nèi)場(chǎng)景情況的遠(yuǎn)程溫度分析，遠(yuǎn)程監(jiān)視; 紅外測(cè)溫儀

20、具有遠(yuǎn)程控制休眠、喚醒功能。² 監(jiān)視上述監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的設(shè)備外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場(chǎng)分布情況； ² 變電站端紅外視頻監(jiān)控有告警硬接點(diǎn)接至變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，提供消防、預(yù)警的遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)警信息。同時(shí)因設(shè)備故障有一個(gè)變化的過程。我們?cè)谙到y(tǒng)中加入了數(shù)據(jù)庫，記錄設(shè)備運(yùn)行中溫度變化的全部過程，符合狀態(tài)檢修的要求，更有利于操作人員對(duì)設(shè)備狀態(tài)的把握。² 自動(dòng)報(bào)表：系統(tǒng)應(yīng)具備定期報(bào)表（按預(yù)置行程），以及發(fā)現(xiàn)過熱故障的應(yīng)急報(bào)表功能；隨時(shí)調(diào)出記錄數(shù)據(jù)回顧以往現(xiàn)場(chǎng)狀況。² 每路云臺(tái)提供50路預(yù)置點(diǎn)，紅外鏡頭同時(shí)具有相應(yīng)數(shù)量的控制預(yù)置點(diǎn),對(duì)預(yù)置點(diǎn)圖像自動(dòng)抓拍或手動(dòng)抓拍同時(shí)可

21、進(jìn)行紅外圖像數(shù)字錄像。同時(shí)紅外鏡頭和可見光攝像機(jī)具有與云臺(tái)相應(yīng)數(shù)量的預(yù)制位控制，確報(bào)抓拍圖像時(shí)，圖像的清晰、測(cè)溫準(zhǔn)確。² 紅外熱像儀及可見光攝像機(jī)均能控制變焦、自動(dòng)聚焦，適應(yīng)低溫運(yùn)行，紅外熱像儀具有環(huán)境溫度補(bǔ)償功能，全工作溫度范圍溫漂小于±3°c。² 后臺(tái)具備c/s、b/s兩種軟件操作模式；具備完善的圖像分析、預(yù)置位歷史溫度曲線分析，紅外和可見光軟件上提供合成，能夠在可見光圖像上準(zhǔn)確顯示最高溫度、光標(biāo)點(diǎn)溫度、區(qū)域平均溫度。² 現(xiàn)場(chǎng)紅外熱像儀可通過視頻信號(hào)電纜將熱像儀的現(xiàn)場(chǎng)熱像圖譜輸出傳輸至主控室現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)，主機(jī)配置工作環(huán)境后自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)

22、紅外熱圖顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及上傳、熱像儀的云臺(tái)、鏡頭控制。18二、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)由前端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元、后臺(tái)主控通信中心和智能監(jiān)測(cè)客戶端三部分組成，如下圖所示。系統(tǒng)具有良好的標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、安全性及可維護(hù)性，可根據(jù)需要方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)逐級(jí)匯接，增減各類站級(jí)前端設(shè)備等。同時(shí)系統(tǒng)具有性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善、體系先進(jìn)的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活、操作方便、布局合理，滿足長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的要求。系統(tǒng)所使用的視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)采用符合大規(guī)模拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的傳輸需要的、低比特率的、交互式的、先進(jìn)通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元還采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的耐壓、抗浪涌電壓沖擊、抗雷擊、抗強(qiáng)電磁干擾等其

23、它抗干擾措施。1、前端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元由紅外測(cè)溫儀、高速云臺(tái)、控制箱（電源適配器、光纖收發(fā)器等）組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，同時(shí)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元可以串行連接，有利現(xiàn)場(chǎng)單元的新增、擴(kuò)展。紅外測(cè)溫儀和高速云臺(tái)配合可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也可由軟件控制對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行多種方式的巡檢。紅外圖像信號(hào)可以數(shù)字和模擬兩種方式通過光纖傳送到主控通信樓。高速云臺(tái)可記錄多個(gè)預(yù)制位，可根據(jù)用戶需要制定多種運(yùn)動(dòng)速度，快速轉(zhuǎn)動(dòng)到用戶指定位置。（前端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備）2、后臺(tái)主控通信中心后臺(tái)主控通信中心設(shè)備包括控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、控制設(shè)備（光纖收發(fā)器、畫面分割器）?？刂朴?jì)算機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)單元的設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)測(cè)設(shè)

24、備進(jìn)行監(jiān)控、巡檢。同時(shí)對(duì)紅外測(cè)溫儀傳送來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算出溫度值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度異常時(shí)，將對(duì)設(shè)備圖像存儲(chǔ)并報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元與主控通信樓之間，可使用局域網(wǎng)或通過光纖環(huán)網(wǎng)聯(lián)接。圖像信息采用全數(shù)字方式傳送，避免受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境電磁場(chǎng)的干擾。3、智能監(jiān)測(cè)客戶端監(jiān)控中心可設(shè)在辦公大樓，由服務(wù)器（工控機(jī)）、視頻管理設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。硬件設(shè)備采用先進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備，確保穩(wěn)定、可靠與安全，具有強(qiáng)抗干擾能力。安裝有紅外熱像在線監(jiān)控系統(tǒng)軟件的監(jiān)控客戶終端即可實(shí)現(xiàn)對(duì)前臺(tái)紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制功能。（客戶端測(cè)溫軟件）三、紅外熱成像在線監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)1、技術(shù)先進(jìn)：采用最新數(shù)字圖像技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)² 紅外圖像全

25、數(shù)字處理：紅外圖像從采集、傳送、處理、存儲(chǔ)4個(gè)環(huán)節(jié)全部采用數(shù)字化方式工作。保證測(cè)溫精度高、圖像品質(zhì)好、抗干擾能力強(qiáng)、能回放式測(cè)溫。² 紅外測(cè)溫定點(diǎn)檢測(cè)：每個(gè)設(shè)備和部件都能被設(shè)置成一個(gè)被監(jiān)測(cè)對(duì)象。云臺(tái)俯仰角、紅外鏡頭焦距、可見光變倍，3個(gè)設(shè)備均可調(diào)整到最佳位置對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，位置信息個(gè)記憶并重復(fù)使用。保證被檢測(cè)對(duì)象的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)重復(fù)性好、可比性強(qiáng)。² 采用數(shù)據(jù)庫多級(jí)管理：紅外測(cè)溫以電力設(shè)備為監(jiān)測(cè)對(duì)象并為被監(jiān)測(cè)的電力設(shè)備建立設(shè)備狀態(tài)檔案。紅外設(shè)備每天自動(dòng)循撿自動(dòng)生成溫度檢測(cè)結(jié)果，并保存溫度異常設(shè)備的溫度檢測(cè)圖片和信息并將檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中集中管理。同時(shí)將報(bào)警信息發(fā)送到

26、設(shè)備管理人員，使其及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況。2、實(shí)用性強(qiáng)；多種實(shí)用工作方式供操作者選擇² 簡(jiǎn)便、快速的報(bào)告查詢方式：變電站配置有一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)，可以按照用戶設(shè)定的方式定期生成周報(bào)、月報(bào)等報(bào)告，報(bào)告包含設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（如：正常、波動(dòng)、異常、報(bào)警）供使用者快速了解設(shè)備總體運(yùn)行狀態(tài)。² 清晰、詳細(xì)的圖、表瀏覽方式：以圖形和表單的方式顯示被檢測(cè)電力設(shè)備對(duì)象的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。同時(shí)可以同間隔對(duì)比、同母線對(duì)比橫向比較或連續(xù)定點(diǎn)對(duì)比縱向比較方式查詢被檢測(cè)對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)。使每個(gè)設(shè)備的測(cè)溫?cái)?shù)值根據(jù)說服力。² 精確、全面的溫度分析軟件方式：我公司提供專業(yè)測(cè)溫分析軟件對(duì)紅外圖片進(jìn)行詳細(xì)分析?？稍诩t外圖

27、像上通過設(shè)置點(diǎn)、線、區(qū)域、等溫線等多種分析方法，對(duì)關(guān)心區(qū)域作更精確測(cè)溫。測(cè)溫結(jié)果可以自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告作為檢修依據(jù)。² 實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程圖像控制方式：通過客戶端軟件，用戶可以在辦公室里遠(yuǎn)程控制變電站中得紅外測(cè)溫儀，對(duì)變電站中得重要設(shè)備進(jìn)行全面的遠(yuǎn)程控制和測(cè)溫。3、可靠性高；模塊化設(shè)計(jì)穩(wěn)定、可靠，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)² 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，具有性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善、體系先進(jìn)的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活、操作方便、布局合理，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。² 設(shè)備采用雙艙全密封：紅外測(cè)溫儀和可見光一體式安裝，艙內(nèi)恒溫密封防雨、防塵，同時(shí)輸入、輸出接口帶有避雷器裝置。² 設(shè)備出廠通過嚴(yán)格的

28、高低溫、沖擊震動(dòng)、等測(cè)試； 確保設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。² 基于網(wǎng)絡(luò)通訊，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。4、功能完善：具有管理秘書功能的短信工作平臺(tái)² 當(dāng)某臺(tái)紅外檢測(cè)出高溫物體并發(fā)出報(bào)警時(shí)。短信平臺(tái)可以將報(bào)警信息發(fā)送到指定的管理人員和主管的手機(jī)上，及時(shí)顯示報(bào)警信息，使系統(tǒng)處理溫度報(bào)警的能力和范圍得到延伸。² 管理人員和主管也可以主動(dòng)發(fā)送查詢短信，得到當(dāng)前情況下紅外測(cè)溫的狀態(tài)及相應(yīng)溫度。查詢短信能以標(biāo)準(zhǔn)格式預(yù)先存儲(chǔ)到手機(jī)中，需要查詢溫度信息時(shí)，僅需使用簡(jiǎn)單的操作就能實(shí)現(xiàn)常用的溫度查詢功能。² 具有監(jiān)督、管理職能。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)操作人員的工作情況，使主管領(lǐng)導(dǎo)能夠

29、通過短信平臺(tái)隨時(shí)查詢現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作情況，監(jiān)督和規(guī)范工作人員的日常工作。智能變電站紅外成像及光纖傳感在線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng) 產(chǎn)品簡(jiǎn)介技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)gb 191 包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志gb/t 2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)a：低溫gb/t 2423.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)b：高溫gb/t 2423.9 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)c：設(shè)備用恒濕熱gb/t 2423.22 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)n：溫度變化gb 2423 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程gb 2887 計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)條件gb/t 4064 電氣設(shè)

30、備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則gb 4208 外殼防護(hù)等級(jí)（ip 代碼）gb/t 4365 電磁兼容術(shù)語gb 4943 信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全gb/t 6595 電子測(cè)量?jī)x器質(zhì)量檢測(cè)規(guī)則gb/t 13384 機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)要求gb/t 13702 計(jì)算機(jī)軟件分類與代碼gb/t 13926 工業(yè)過程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性gb/t 15532 計(jì)算機(jī)軟件單元測(cè)試gb/t 16927 高電壓試驗(yàn)技術(shù)gb/t 17626 電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)gb/t 17626.1 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 抗擾度試驗(yàn)總論gb/t 17626.2 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)gb/t 17

31、626.3 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.4 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.5 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 沖擊（浪涌）抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.6 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度gb/t 17626.8 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.9 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.10 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)gb/t 17626.11 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)

32、gb/t 17626.12 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 振蕩波抗擾度試驗(yàn)gb 50171 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范gb 50150 電器裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)dl/t 596 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程dl/t 782 110kv 及以上送變電工程啟動(dòng)及竣工驗(yàn)收規(guī)程dl/t 860 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)dl/t 1075 數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置通用技術(shù)條件dl/t 1092 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件dl/t 5136 火力發(fā)電廠、變電站二次線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定dl/t 5137 電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定dl/t 5218 220kv500kv 變電站設(shè)

33、計(jì)技術(shù)規(guī)程dl/t 5149 220kv500kv 高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程q/gdw 168 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程q/gdw 213 變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工廠驗(yàn)收管理規(guī)程q/gdw 214 變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收管理規(guī)程q/gdw 383 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則q/gdw 393 110kv（66kv）220kv 智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范q/gdw 394 330kv750kv 智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范q/gdw z 410 高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則q/gdw z 414 變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范第二部分 光纖傳感溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一 、全封閉電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)的必要性1、 全封閉電力設(shè)備運(yùn)行

34、狀態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的一次電氣設(shè)備一般由斷路器、變壓器、電纜、母線、開關(guān)柜等電氣設(shè)備組成。其相互之間由母線、引線、電纜等連接,由于電流流過產(chǎn)生熱量，所以幾乎所有的電氣故障都會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)溫度的變化。例如在發(fā)電廠中電纜接頭、電纜中間連接處、高壓電纜的局部放電、高壓開關(guān)柜的動(dòng)靜觸頭及其他連接處、低壓電氣連接處等位置過熱是大型事故的征兆,也是電廠事故多發(fā)的重災(zāi)區(qū)。多年來由于技術(shù)水平的限制使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平受到一定限制，雖然我們?cè)眉t外測(cè)溫儀、紅外成像儀、感溫電纜、傳統(tǒng)的點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)希望解決上述問題，但都無法實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)如斷路器、刀閘聯(lián)接點(diǎn)和觸頭測(cè)溫。對(duì)全封閉金屬鎧裝柜更是無能為力，光纖光柵感溫故

35、障監(jiān)控系統(tǒng)徹底地解決了這一疑難雜癥，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)一次運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)，防止事故的發(fā)生，真正地作到防患于未然。其次也為今后實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，提高檢修效率，大大降低檢修成本和管理成本起到關(guān)鍵的作用。2、全封閉電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)的必要性隨著智能電網(wǎng)、數(shù)字化變電站以及物聯(lián)網(wǎng)的提出，對(duì)電氣設(shè)備的智能化也提出了要求，所有設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)需要進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)電力測(cè)溫主要應(yīng)用紅外點(diǎn)測(cè)儀和紅外成像儀，而傳統(tǒng)的電子測(cè)溫方式由于無法解決高壓絕緣問題，所以高壓開關(guān)的觸點(diǎn)等空間有限的電氣設(shè)備基本上都是處于完全無監(jiān)控的狀態(tài)下運(yùn)行，而高等級(jí)的變電站存在著兩大隱患，一個(gè)是電壓等級(jí)高

36、，一個(gè)是覆蓋面積大，因此，隨著光纖測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，光纖在電力測(cè)溫系統(tǒng)也逐漸為人們所認(rèn)可，尤其是近年來，光纖測(cè)溫系統(tǒng)被多家電廠和供電公司使用，其良好的絕緣耐壓性能和穩(wěn)定的工作特點(diǎn)被電力系統(tǒng)認(rèn)可，光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了開關(guān)柜以及電纜接頭溫度點(diǎn)的在線監(jiān)測(cè)，而且可以采用串聯(lián)、并聯(lián)以及星形布設(shè)結(jié)構(gòu)，靈活方便的進(jìn)行施工，大大提高了工程的可操作性。光纖分布式傳感系統(tǒng)（dts）可實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜橋架和電纜溝的長(zhǎng)距離連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，分辨率高、定位準(zhǔn)確。光纖溫度傳感器采用全光纖感溫和信號(hào)傳輸，不存在電磁干擾和定期維護(hù)問題，可以長(zhǎng)期免維護(hù)可靠運(yùn)行，完全符合變電站無人值守的需求。二 、光纖傳感技術(shù)溫度在線監(jiān)測(cè)的可行性分

37、析1 、光纖傳感的定義和分類光導(dǎo)纖維最早在光學(xué)行業(yè)中用于傳光及傳像。在20世紀(jì)70年代初產(chǎn)生出低損耗光纖后，光纖在通信技術(shù)中用于長(zhǎng)距離傳遞信息。但是光導(dǎo)纖維不僅可以作為光波的傳播介質(zhì)，而且光波在光纖中傳播時(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素（如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從而可將光纖用作傳感元件來探測(cè)各種物理量。這就是光纖傳感器的基本原理，如圖1所示。光纖光波傳播的媒介入射光波出射光波入射光波的特征參量：振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)（頻率）等外界因素溫度、壓力、電場(chǎng)、位移等圖1 光纖傳感原理示意圖光纖傳感器可以分為傳感型與傳光型兩大類

38、。利用外界因素改變光纖中光的強(qiáng)度（振幅）、相位、偏振態(tài)或波長(zhǎng)（頻率），從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型（或功能型）光纖傳感器。它具有傳和感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖中。傳光型光纖傳感器是指利用其他敏感元件測(cè)得的物理量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。它的特點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制以及波長(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。2、光纖傳感的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的傳感器相比，光纖傳感器的主要特點(diǎn)如下：（1）抗電磁干擾，電絕緣，耐腐蝕，本質(zhì)安全由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸介質(zhì)，因而不拍強(qiáng)電磁干擾，也不影響外界的

39、電磁場(chǎng)，并且安全可靠。這使它在各種大型機(jī)電、石油化工、冶金高壓、強(qiáng)電磁干擾、易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕環(huán)境中能方便而有效地傳感。（2）靈敏度高利用長(zhǎng)光纖和光波干涉技術(shù)使不少光纖傳感器的靈敏度優(yōu)于一般的傳感器。其中有的已由理論證明，有的已經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，如測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)。水聲、加速度、位移、溫度、磁場(chǎng)等物理量的光纖傳感器。（3）重量輕，體積小，外形可變光纖除具有重量輕、體積小的特點(diǎn)外，還有可撓的優(yōu)點(diǎn)，因此利用光纖可制成外形各異、尺寸不同的各種光纖傳感器。這有利于航空、航天以及狹窄空間的應(yīng)用。（4）測(cè)量對(duì)象廣泛目前已有性能不同的測(cè)量溫度、壓力、位移、速度、加速度、液面、流量、振動(dòng)、水聲、電流、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電壓、雜質(zhì)

40、含量、液體濃度、氣體濃度、核輻射等各種物理量、化學(xué)量的光纖傳感器在現(xiàn)場(chǎng)使用。（5）對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小對(duì)于醫(yī)藥生物領(lǐng)域的應(yīng)用極為有利。（6）便于復(fù)用，便于成網(wǎng)有利于與現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測(cè)網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)絡(luò)。（7）成本低有些種類的光纖傳感器的成本將大大低于現(xiàn)有的同類傳感器。3 、總結(jié)由于光纖傳感技術(shù)具有以上優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，完全適合并可以實(shí)現(xiàn)開光柜以及電纜溫度的在線監(jiān)測(cè)，能夠給智能電網(wǎng)和數(shù)字化變電站提高設(shè)備運(yùn)行的溫度數(shù)據(jù)，防止設(shè)備因過熱引起事故的發(fā)生，為安全生產(chǎn)提供依據(jù)和保障。三 、光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在開關(guān)柜溫度點(diǎn)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用1、光纖光柵傳感原理光纖光柵實(shí)質(zhì)上是紫外光在光敏光纖中形成的一種周期性的折

41、射率分布，光在光柵中的傳播符合耦合模理論，這一理論是分析光在波導(dǎo)介質(zhì)中傳播規(guī)律的基礎(chǔ)，由耦合模理論推導(dǎo)而來的布喇格方程是光纖光柵傳感的基本原理。外界物理量無論是溫度，還是應(yīng)變(應(yīng)力)的變化都會(huì)引起光纖光柵的周期和折射率的變化，從而使光纖光柵的反射譜和透射譜發(fā)生變化。通過檢測(cè)光纖光柵的反射譜和透射譜的變化，就可以獲得相應(yīng)的溫度、應(yīng)變(應(yīng)力)的變化。如下圖所示的是光纖光柵的模型圖，a是光在光纖中傳播和光纖光柵反射光傳播的示意圖，光纖光柵是一種反射式器件。如b所示，入射光源的光譜是寬譜，經(jīng)光柵反射后的光譜是一窄帶譜（圖c），遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于入射光的譜寬，圖d是光纖光柵的透射光譜。光纖光柵的窄光譜特性決定了再

42、同一根光纖上可以串聯(lián)波長(zhǎng)不同的多跟光柵，也就是波分復(fù)用技術(shù)，可以提高系統(tǒng)的帶載量。 光纖光柵的中心波長(zhǎng)與溫度有關(guān)系，通過監(jiān)測(cè)光纖光柵反射回的波長(zhǎng)值變化，可以得到光纖光柵所處位置的溫度值，從而達(dá)到溫度檢測(cè)的目的。在1550nm 處的光纖光柵，其中心波長(zhǎng)對(duì)溫度的靈敏度約為12pm/°c。2 、光纖光柵傳感系統(tǒng)組成系統(tǒng)各部分的功能描述：a) 光纖光柵溫度傳感器：布置在高壓開關(guān)柜內(nèi)，采集溫度信號(hào)。b) 傳輸光纜：傳輸從解調(diào)系統(tǒng)中發(fā)射出來的光到光纖光柵傳感器，并將將帶有溫度信息的光纖光柵反射光譜傳輸給解調(diào)系統(tǒng)。c) 光纖光柵信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)：發(fā)射出寬帶光源，并處理光纖光柵反射回的光譜信號(hào)，通過解調(diào)

43、光纖光柵的波長(zhǎng)變化，可以得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度值。同時(shí)，通過上位機(jī)進(jìn)行溫度顯示，如有溫度過高現(xiàn)象就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。光纖光柵信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)光纜終端盒傳輸光纜每個(gè)開關(guān)柜內(nèi)布置6-9個(gè)光纖光柵溫度傳感器光纜終端盒局內(nèi)監(jiān)控主機(jī)變電站控制室圖 高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖3、 光纖光柵傳感系統(tǒng)的主要指標(biāo)3.1 傳感器的主要指標(biāo)名 稱單位參 數(shù) 值量程-30+120防爆類型本安型溫度分辨率0.1 測(cè)溫精度± 0.3光柵中心波長(zhǎng)nm15251565光柵反射率-90規(guī)格尺寸mm6mm×40mm安裝方式表面黏貼封裝方式非金屬導(dǎo)熱耐污耐壓封裝適用場(chǎng)合-開關(guān)柜、機(jī)電設(shè)備等傳感頭尾纖單端3mm耐高溫防

44、污光纜3.2 監(jiān)測(cè)儀的主要指標(biāo)名 稱單位參 數(shù) 值基本參數(shù)光通道數(shù)個(gè)164每通道測(cè)點(diǎn)數(shù)個(gè)1218通道采樣頻率hz15；波長(zhǎng)測(cè)量范圍nm1525 1565波長(zhǎng)分辨率pm1波長(zhǎng)重復(fù)性pm2波長(zhǎng)精度pm±3 動(dòng)態(tài)探測(cè)范圍db40db測(cè)溫精度±0.5工作溫度范圍040傳輸距離km40 電源vac220計(jì)算機(jī)接口-以太網(wǎng)軟件-基于windows操作系統(tǒng)4 、安裝方式如下圖所示，位于每個(gè)開關(guān)柜內(nèi)a、b、c三相上的光纖光柵溫度傳感器，都通過一個(gè)光分路器收集到一起，再由現(xiàn)場(chǎng)的光纖終端盒進(jìn)入多芯的傳輸光纜中，傳輸光纜采用電力專用的無金屬加強(qiáng)芯光纜，傳輸電纜可以敷設(shè)在底下電纜溝或者電纜橋架上，

45、最終通過控制室中的光纖終端盒接入光纖光柵溫度解調(diào)儀的光學(xué)擴(kuò)展模塊上。光學(xué)擴(kuò)展模塊多芯傳輸光纜光纖分路器高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜地下電纜溝光纜終端盒abcabc傳感器測(cè)溫點(diǎn)測(cè)溫點(diǎn)四 、分布式光纖溫度傳感器（dts）在電纜測(cè)溫中的應(yīng)用1、分布式光纖傳感的原理光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要工作依據(jù)是光時(shí)域反射計(jì)原理（otdr:optical time domain reflectometer）和光纖的后向拉曼散射（raman backscattring）溫度效應(yīng)。光纖分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用先進(jìn)的otdr技術(shù)進(jìn)行定位，利用拉曼散射效應(yīng)進(jìn)行測(cè)溫。當(dāng)主處理機(jī)中的激光光源向光纖注入905nm的光脈沖后，由于光的散

46、射會(huì)引起能量的損耗，脈沖大部分能傳到光纖末端并消失，但一小部分（攜帶了有用信息）后向散射光會(huì)沿著光纖反射回來，對(duì)這一后向散射光進(jìn)行過濾, 很容易將拉曼散射光與其他后向散射光區(qū)分開，由于拉曼散射光與溫度有著密切的關(guān)系，對(duì)這部分拉曼散射光進(jìn)行dsp處理，從而提供給用戶有關(guān)溫度的信息。實(shí)質(zhì)上輸出的就是整條光纖上的溫度分布圖。2 、分布式光纖傳感系統(tǒng)的組成控制室dts系統(tǒng)單元以太網(wǎng)以太網(wǎng)控制pcdts尾纖 14電纜1電纜2相相電纜3終端接線盒探測(cè)光纜3 、分布式傳感系統(tǒng)的主要功能和指標(biāo)3.1 分布式測(cè)溫主機(jī)dts控制器技術(shù)指標(biāo)最大探測(cè)距離： 8公里通道數(shù)： 2-4通道連接方式： 單端取樣間隔： 1米定

47、位精度： ±1米測(cè)量時(shí)間： 15秒/每通道溫度精度： ±1最大報(bào)警分區(qū)： 100個(gè)通訊接口： rs232、繼電器、ethernet、rs232（支持modbus）工作電壓： 90130/180260vac 24vcd（可選）功率： 200w工作環(huán)境溫度：-1050濕度： 95%相對(duì)濕度（無凝露）光纖受損后可自動(dòng)檢測(cè)并定位受損點(diǎn)3.2 測(cè)溫光纜參數(shù)探測(cè)光纜安裝于運(yùn)行電纜的表面?？紤]到電纜橋架或電纜溝內(nèi)的惡劣環(huán)境，感溫探測(cè)光纜應(yīng)具備良好的抗嚙咬、抗震特性。所以感溫探測(cè)光纜應(yīng)具備堅(jiān)固的護(hù)套，提供良好的防護(hù)特性，但同時(shí)感溫探測(cè)光纜也應(yīng)該提供良好的溫度傳導(dǎo)性能，以保證快速的火災(zāi)探測(cè)。

48、用來連接分布式測(cè)溫控制器的光纖為 50/125 微米 (芯線/包層/丙烯酸酯涂層) 漸變折射多模光纖。對(duì)于斷點(diǎn)處的熔接損耗越小越好，損耗小于0.1db，加裝光纖連接盒來保護(hù)熔接點(diǎn)。測(cè)溫用光纜，具有抗電磁干擾及不受電場(chǎng)磁場(chǎng)的干擾，抗機(jī)械沖擊、抗腐蝕，耐壓絕緣強(qiáng)度高等特性鎧裝單芯光纜光纜結(jié)構(gòu):表 光纜幾何尺寸項(xiàng) 目材 料說 明緊套光纖聚合物f0.6mm非金屬加強(qiáng)件芳綸紗內(nèi)護(hù)套pvc阻燃外護(hù)套紅色低煙無鹵阻燃光纜外徑3.0mm表 光纜主要機(jī)械特性及使用方式序號(hào)項(xiàng)目特性要求1允許拉力(n)短期1500長(zhǎng)期4002允許側(cè)壓力(n/10cm)短期1000長(zhǎng)期3003衰減系數(shù)2.7db/km 850nm0.

49、7db/km 1300nm4彎曲直徑靜態(tài)65mm動(dòng)態(tài) 1300mm5使用溫度-190+460（熔斷溫度大于500）6使用壽命30年7防護(hù)級(jí)別ip674、系統(tǒng)主要特點(diǎn)其探測(cè)原理為測(cè)量光纖內(nèi)部喇曼（raman）反射隨環(huán)境溫度的變化量，來探測(cè)整條光纜沿線的溫度變化。其安裝簡(jiǎn)便，性能卓越，具備如下主要優(yōu)點(diǎn)：Ø 整根光纜不僅用作信號(hào)傳輸，更全被用作溫度探測(cè)用，感溫探測(cè)覆蓋范圍為其全長(zhǎng)100%，報(bào)警區(qū)域的設(shè)置可以通過軟件在光纜全長(zhǎng)內(nèi)自由設(shè)置，報(bào)警定位精度高，其探測(cè)區(qū)域最小可達(dá)1米，無論現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)怎樣變動(dòng)，皆能滿足要求；Ø 對(duì)每個(gè)分區(qū)的報(bào)警探測(cè)邏輯可以實(shí)現(xiàn)分區(qū)內(nèi)最大溫度（定溫）、分區(qū)內(nèi)溫升

50、速率（差溫）、分區(qū)內(nèi)最高溫度與分區(qū)平均溫度之間差值（分區(qū)溫度均勻程度）三種方式的任意組合，保證實(shí)現(xiàn)早期和可靠的報(bào)警；Ø 系統(tǒng)可配置圖形化監(jiān)控軟件，軟件可以圖形化實(shí)時(shí)顯示各分區(qū)的定溫、差溫和極均差值等探測(cè)數(shù)據(jù)，并可以在控制中心設(shè)定各種探測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)警閾值；Ø 可以對(duì)光纜全線提供連續(xù)的溫度監(jiān)測(cè)，可以顯示全線的溫度分布曲線，不僅有利于值班人員監(jiān)控操作，而且系統(tǒng)兼?zhèn)涔收献詸z測(cè)功能，光纜發(fā)生故障時(shí)可以在光纜全長(zhǎng)曲線上指示出斷點(diǎn)的具體位置，有利于系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)與迅速維修；Ø 系統(tǒng)安裝非常簡(jiǎn)便，信號(hào)傳輸和探測(cè)用一根光纜，安裝至現(xiàn)場(chǎng)僅需將探測(cè)光纜固定即可輕松完成安裝工作；Ø

51、; 探測(cè)部分完全采用光傳輸方式，光纖本征安全防爆防雷，并可以完全杜絕電磁干擾影響；Ø 光纜耐用性設(shè)計(jì)優(yōu)異，探測(cè)光纜的壽命可達(dá)30年之久，對(duì)環(huán)境影響如溫度，壓力和濕度波動(dòng)有抵抗力，同樣也適用于較多灰塵和含有腐蝕性物質(zhì)的空氣中；Ø 可自成系統(tǒng)，系統(tǒng)自帶全線溫度曲線圖形顯示和配置軟件，所有設(shè)置都可以通過軟件進(jìn)行，直觀易用；Ø 系統(tǒng)集成方便，控制器提供干接點(diǎn)輸入輸出至火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。此外，控制器支持開放的通訊接口，易于實(shí)現(xiàn)控制器一級(jí)的系統(tǒng)集成。5、安裝方式對(duì)于動(dòng)力電纜的監(jiān)測(cè),采取得是把光纜沿動(dòng)力電纜的方向,緊貼敷設(shè)到動(dòng)力電纜的表面,并每隔0.5-1米，用捆扎帶綁好。具體見如

52、下圖:探測(cè)光纜電纜外護(hù)套在電纜接頭處或者電纜柜處，探測(cè)光纜采用雙環(huán)型纏繞方式固定在電纜的終端及電纜接頭處，保證測(cè)溫光纜與電纜終端或電纜接頭緊密接觸。雙環(huán)型光纜展開長(zhǎng)度分別為1020米。將電纜終端或電纜接頭處的1020米光纜盤成環(huán)型（光纜的彎曲半徑需大于50mm），光纜環(huán)緊貼附于其表面，并使用絕緣膠帶綁縛固定。如下圖所示：電纜接頭或電纜柜五 、國(guó)內(nèi)典型應(yīng)用案例Ø 山東黃島電廠開關(guān)柜及電纜測(cè)溫Ø 延安供電局開關(guān)柜光纖測(cè)溫項(xiàng)目Ø 山東聊城供電局開關(guān)柜及電纜接頭溫度在線監(jiān)測(cè)Ø 安陽鋼廠電纜溝溫度在線監(jiān)測(cè)Ø 山東荷澤供電局開關(guān)柜及電纜接頭溫度在線監(jiān)測(cè)&#

53、216; 萊蕪鋼鐵廠開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)Ø 唐山鋼鐵廠開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)Ø 許繼集團(tuán)電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Ø 萊鋼動(dòng)力部開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)Ø 萊鋼冷軋35kv變電站Ø 云南曲靖供電公司開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè) Ø 萊鋼天元?dú)怏w公司開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)Ø 秦皇島熱電廠開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)Ø 湖南華銀金竹山火電廠開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)Ø 湖南華銀株洲火電廠開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)Ø 云南電網(wǎng)公司昆明供電局dts電纜溫度監(jiān)測(cè)Ø 同云峰電廠dts電纜溫度監(jiān)測(cè)Ø 圖門至琿春dts電纜溫度監(jiān)測(cè)Ø 四川官地500kv

54、動(dòng)力電纜dts測(cè)溫Ø 華能威海電廠電纜dts測(cè)溫-下面是贈(zèng)送的excel操作練習(xí) 不需要的下載后可以編輯刪除（excel 2003部分）1. 公式和函數(shù)1. （1）打開當(dāng)前試題目錄下文件excel-10.xls；（2）利用函數(shù)計(jì)算每個(gè)人各階段總成績(jī)，并利用函數(shù)計(jì)算各階段的平均成績(jī)；（3）“平均成績(jī)”行數(shù)字格式都為帶一位小數(shù)（例如0.0）格式；（4）同名存盤。步驟：a) 文件在各階段總成績(jī)單元格內(nèi)，點(diǎn)插入，點(diǎn)函數(shù)，在對(duì)話框中選擇求和函數(shù)“sum”，在對(duì)話中number1內(nèi)點(diǎn)右側(cè)的按鈕，將出現(xiàn)另外一個(gè)對(duì)話框，在文件中選擇需要求和的單元格，然后點(diǎn)該對(duì)話框的右側(cè)按鈕，點(diǎn)確定（完成一個(gè)總成績(jī)求

55、和后，利用填充柄完成其他的總成績(jī)求和，或者重復(fù)上面的順序）在平均成績(jī)單元格內(nèi)，點(diǎn)插入，點(diǎn)函數(shù)，選擇算術(shù)平均值函數(shù)average，出現(xiàn)對(duì)話框后，采用求和時(shí)的相同方法，完成操作選中平均成績(jī)行，點(diǎn)右鍵點(diǎn)設(shè)置單元格，點(diǎn)數(shù)字，在分類項(xiàng)下點(diǎn)數(shù)值，設(shè)小數(shù)位為1，b) 確定保存2. （1）打開當(dāng)前試題目錄下文件excel-13.xls；（2）根據(jù)工作表中給定數(shù)據(jù)，按“合計(jì)=交通費(fèi)+住宿費(fèi)+補(bǔ)助”公式計(jì)算“合計(jì)”數(shù)，并計(jì)算交通費(fèi)、住宿費(fèi)和補(bǔ)助的合計(jì)數(shù)；（3）所有數(shù)字以單元格格式中貨幣類的“￥”貨幣符號(hào)、小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)表現(xiàn)（如：￥2,115.00格式）；（4）同名存盤。打開當(dāng)前試題目錄下文件excel-13.xls在合計(jì)下的一個(gè)單元格內(nèi)輸入“=交通費(fèi)（在該行的單元格，假如說是e3）+住宿費(fèi)（同上）+補(bǔ)助（同上）”，回車（其他的合計(jì)可以采用填充柄完成，或者重復(fù)上面的順序）利用求和函數(shù)，參考1中的方法完成交通費(fèi)、住宿費(fèi)和補(bǔ)助的合計(jì)選擇文件中的所有數(shù)字單元格，點(diǎn)右鍵，點(diǎn)設(shè)置單元格格式，點(diǎn)數(shù)字，點(diǎn)貨幣，選擇貨幣符號(hào)為“￥”，設(shè)置小數(shù)點(diǎn)后為2位，確定保存文件本題完成3. （1）打開當(dāng)前試題目錄下文件e