[发明专利]基于光缆传感通信技术的输变电系统温度监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度监测方法，尤其是涉及一种基于光缆传感通信技术的输变电系统温度监测方法。

背景技术

随着国民经济和社会的快速发展以及人民生活水平的不断提高，全社会对安全、经济、优质用电的要求越来越高，电网安全运行管理的压力越来越大。而对运行电力设备、设施的在线状态监测，特别是承担电能传输的电缆网络的运行状态的在线监测，更是保证电网安全运行的技术基础之一。同时，目前正在筹建的智能电网首要作用应是有效保证电力安全可靠性，使较传统电网更加坚强并具有更大“弹性”，可以有效地抵御自然灾害、外力破坏等各类突发事件给电力系统造成的影响；并具有强大的“自愈”功能，可以通过远程设备在线监视和系统信息分析，更加及时、准确地预测和处置各类系统故障。在智能电网建设中，变电环节的建设重点是具有智能预警监控功能的智能变电站。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于光缆传感通信技术的输变电系统温度监测方法，该方法可以有效提高输变电系统的安全性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于光缆传感通信技术的输变电系统温度监测方法，该方法通过依次连接的温度探测光缆、光电探测主机和消防报警设备对输变电系统进行实时监测，包括以下步骤：

1)光电探测主机向温度探测光缆发射光脉冲；

2)光电探测主机接收光脉冲在温度探测光缆内发生拉曼散射产生的回波光子信号；

3)光电探测主机根据接收到的回波光子信号计算温度探测光缆内发生拉曼散射处的温度信息；

4)光电探测主机将步骤3)中获得的温度信息与预设的报警温度比较，若高于报警温度，则发送报警控制信号至消防报警设备；

5)消防报警设备接收报警控制信号进行报警。

步骤1)中光电探测主机发射的光脉冲的宽度小于10ns。

步骤3)中温度信息的计算公式如下：

P_S＝P₀exp[-(α₀+α_S)l]×K_S×ψ_S(t)

P_A＝P₀exp[-(α₀+α_A)l]×K_A×ψ_A(t)

ψ_S(t)＝[1-exp(-hΔv/kt)]^-1

ψ_A(t)＝[exp(hΔv/kt)-1]^-1

其中，P_S、P_A为光电探测主机在温度探测光缆一端测得的一个拉曼散射点处发生斯托克斯散射和反斯托克斯散射的回波光子信号，P₀为光缆一端发射的光脉冲的光子信号；K_S和K_A是为斯托克斯系数和反斯托克斯系数；α₀，α_S，α_A分别是温度探测光缆对光源、斯托克斯散射光和反斯托克斯拉射光的衰减系数；ψ_S和ψ_A分别为温度探测光缆的二氧化硅分子处于低能级和高能级上的布居数；h为普朗克常数；Δv为拉曼频移；k为波尔茨曼常数；t为发生拉曼散射处的绝对温度。

步骤3)中接收的回波光子信号采用累加平均降噪。

所述的累加平均降噪的累加次数至少为100次。

与现有技术相比，本发明通过温度探测光缆和光电探测主机对输变电系统中的设备进行实时的温度监测，当出现温度异常时可以触发消防警报，并且可以对出现温度异常的位置进行精确定位，提高了输变电系统的安全性。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种基于光缆传感通信技术的输变电系统温度监测方法，该方法通过布设在输变电设备上的温度探测光缆以及连接温度探测光缆的光电探测主机和消防报警设备对输变电系统进行实时监测，包括以下步骤：

步骤S1：光电探测主机向温度探测光缆发射光脉冲，由于一般的石英光缆的折射率为1.48，光在光缆中的传播速度为v＝2×10⁸m/s，因而要实现1m的检测分辨率，要求光脉冲宽度小于10ns。