[发明专利]一种高压电力电缆运行温度在线监测系统

说明书

本发明提出的一种高压电力电缆运行温度在线监测系统，包括：激光器、双向耦合器、恒温槽、信号处理电路、同步控制模块、数据存储器和计算机；所述激光器、双向耦合器和恒温槽串联在传感光纤链路上，激光器发射的激光在传感光纤中发生散射后,携带有温度信息的拉曼后向散射光回到双向耦合器；所述双向耦合器通过信号处理电路与数据存储器连接，数据存储器计算机连接，用于将光信号转换为数字量，并经过进一步的信号处理,存储到数据存储器中用于温度的计算。同步控制模块分别与数据存储器、计算机、激光器连接；同步控制模块用于向数据存储器、计算机、激光器发送同步时钟控制信号，进行温度信号的周期性采集。

技术领域

本发明涉及光纤温度测量技术领域，更具体的说是涉及一种高压电力电缆 运行温度在线监测系统。

背景技术

智能电网对可靠性和稳定性的要求越来越高，给电网的日常运行维护工作 也带来了新的挑战和机会。在电力系统中，电力电缆主要是用来进行电能的传 递，电缆常常因长期运行而发生绝缘老化，由于所处外部环境恶劣及内部高负 荷电流而引起局部高温甚至火灾，而传统的运行维护方法主要靠人工进行日常 巡视，这需要大量人力和设备，不能准确、快速地反映电力电缆的健康状况， 大大影响了电网的安全、可靠运行。

另外，高压电气设备中由于微波和电磁干扰的影响,传统的测温方法难于或 者根本无法得到真实的测试结果。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种高压电力电缆运行温度在线监 测系统，使用光纤作为传输和传感信号的载体，有效克服了电力系统中存在的 强电磁干扰；实现真正分布式的测量，非常适合各种长距离的温度测量、在线 实时监测和火灾报警等。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种高压电力电缆运行 温度在线监测系统，包括：激光器、双向耦合器、恒温槽、信号处理电路、同 步控制模块、数据存储器和计算机；所述激光器、双向耦合器和恒温槽串联在 传感光纤链路上，激光器发射的激光在传感光纤中发生散射后,携带有温度信息 的拉曼后向散射光回到双向耦合器；所述双向耦合器通过信号处理电路与数据 存储器连接，数据存储器计算机连接，用于将光信号转换为数字量，并经过进 一步的信号处理,存储到数据存储器中用于温度的计算。同步控制模块分别与数 据存储器、计算机、激光器连接；同步控制模块用于向数据存储器、计算机、激光器发送同步时钟控制信号，进行温度信号的周期性采集。

进一步，所述信号处理电路包括波分复用器，波分复用器与双向耦合器光 链路连接，波分复用器将拉曼后向散射光分别滤出斯托克斯光和反斯托克斯光， 并将两路光信号分别依次通过A/D转换器和放大器转换为数字量并发送至数据 存储器。

进一步，所述激光器采用脉冲驱动半导体激光器，激光器产生光脉冲,并注 入激光器尾纤中,从激光器尾纤输出的光脉冲依次经过双向耦合器和恒温槽后 进传感光纤。

进一步，所述A/D转换器与数据存储器之间设有高速先入先出队列芯片用于 数据缓冲，并通过编程逻辑器件控制A/D转换器向数据存储器的数据写入；A/D 转换器与同步控制模块连接，在同步时钟控制下以预设的速率采样并输出数据， A/D转换器根据激光脉冲的同步信号将每个测量点的采样数据依次写入高速先 入先出队列芯片；当最后一个测量点的采样数据写入高速先入先出队列芯片后 即停止写入,直到下一个激光脉冲同步信号到来。

进一步，所述数据存储器包括：3片集成动态随机存储器，所述集成动态随 机存储器具有共同的地址寄存器，每一片集成动态随机存储器设有自己的数据 缓冲触发器；A/D转换器工作时,被转换完成后的数据在同步时钟信号的触发下, 被锁存在A/D转换器的输出端，用于写入集成动态随机存储器内；ADC转换器发 出的数据不断地有秩序的送到并列的3组数据缓冲触发器上,通过选通数据触发 器进行数据存储。

进一步，所述激光器的光脉冲信号周期为100μs。

进一步，所述A/D转换器采用12位A/D转换器AD9230。