基于BOTDR的分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng).pdf

1、近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，居民和工業(yè)用電量也在節(jié)節(jié)攀升，穩(wěn)定可靠的電能供應(yīng)對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要作用。變電站可以調(diào)整傳輸電壓，分配電能以及控制電能流向等功能，在現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)中其作為樞紐和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)其重要性與日俱增，可以說(shuō)整個(gè)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)是變電站能否正常工作。而變電站中的電力設(shè)備大多處于露天環(huán)境，受惡劣天氣及季節(jié)溫差的長(zhǎng)期影響，其設(shè)備連接處會(huì)出現(xiàn)接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻變大，在高壓條件下發(fā)熱增加引起溫度劇增，從而引發(fā)

2、火災(zāi)進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)的部分癱瘓，影響工業(yè)及居民用電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)變電站內(nèi)部各電器設(shè)備接頭進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控就顯得格外重要。
　　本文在分析現(xiàn)有變電站溫度監(jiān)測(cè)方法優(yōu)劣點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合分布式光纖傳感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)提出一種基于布里淵光時(shí)域反射技術(shù)的測(cè)溫系統(tǒng)并對(duì)其性能做了理論和實(shí)驗(yàn)研究。具體內(nèi)容如下：
　　首先，自主設(shè)計(jì)了分布式光纖測(cè)溫（DTS）系統(tǒng)，采用空間光耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)絕緣子段的電隔離，采用布里淵光時(shí)域反射計(jì)（BO

3、TDR）采集信號(hào)，采用MATLAB編程處理和分析數(shù)據(jù)。
　　其次，理論分析了光在光纖中向前傳播時(shí)發(fā)生的散射現(xiàn)象并論述了自發(fā)布里淵散射機(jī)理，研究了布里淵頻移與溫度/應(yīng)變的線性關(guān)系。推導(dǎo)了空間光耦合系統(tǒng)的耦和效率，分析了耦合器間隙、橫向位移、偏轉(zhuǎn)角、光斑失配對(duì)耦合效率的影響。
　　最后，搭建了基于布里淵光時(shí)域反射技術(shù)的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，分析平均次數(shù)、探測(cè)光脈寬、偏振態(tài)、準(zhǔn)直器等關(guān)鍵因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)合空間耦合技