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煉油企業(yè)配電室及電纜溝電纜光纖測溫系統(tǒng)方案
來源:正瑞電子        瀏覽:4354         發(fā)布日期:2018-12-20

1、綜述

電纜在各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中(例如:機房、樓宇配電室)充當(dāng)著重要能源輸送角色。它無處不在,由于分布廣,又易燃,著火后又具有串延性,所以由于電纜工作溫度異常而發(fā)生的火災(zāi)應(yīng)引起我們各級管理者的足夠重視。

近年來,廠礦企業(yè)、變電站、計算機房等諸多用電設(shè)施環(huán)境因為電纜著火引起的火災(zāi)事故頻繁發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)汁,全國近十年來發(fā)生因電纜著火蔓延成災(zāi)的重大事故逾百起,累計燒毀電纜32萬多米,恢復(fù)重建工作耗資大,費時長,數(shù)據(jù)損毀,造成不可估量的損失。電纜火災(zāi)事故還有其特殊的危害,那就是控制回路失效造成事故擴大,甚至損壞主設(shè)備,而且修復(fù)困難,長時間不能恢復(fù)生產(chǎn)。

DCT-8000電纜層電纜溝集中監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)指導(dǎo)思想:通過對以往電氣火災(zāi)發(fā)生的機理分析發(fā)現(xiàn),因電纜電流過荷或電纜接頭接觸不良而異常發(fā)熱到最后發(fā)生火災(zāi),它是一個漸變過程。所以,為做到對用電環(huán)境全天候監(jiān)測,我們必須從早期防范開始,那么,最有效的技術(shù)手段就是從供電電纜測溫入手,直接切入事件的關(guān)鍵點,通過監(jiān)測電纜工作溫度是否異常來警示整個用電系統(tǒng)環(huán)境是否處于安全狀態(tài)。

2、現(xiàn)場情況

現(xiàn)場有#1,#2兩個配電室,距離700米,需要在線監(jiān)測配電室電纜夾層和兩個配電室之間電纜溝內(nèi)電纜溫度。

光纖測溫主機屏柜安放在#1配電室3樓,配置為4通道,其中兩個通道用于#2配電室電纜夾層和電纜溝電纜溫度監(jiān)測,一個通道監(jiān)測#1配電室電纜夾層電纜溫度。

#1配電室一層電纜夾層有三排,每排三層,每排長度大約45米,二層電纜線槽有四排,每排一層,需要測溫光纜約1000米。

#1配電室經(jīng)電纜溝到#2配電室和電纜夾層到需要測溫光纜兩條, 每條約2000米。

3、方案設(shè)計

3.1系統(tǒng)簡介

可恢復(fù)式線型光纖差定溫火災(zāi)探測器DCT-8000是一款連續(xù)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS),它利用光時域反射(OTDR)技術(shù)和拉曼(Raman)散射效應(yīng)測量沿光纖分布的溫度變化。該系統(tǒng)中光纖既是傳輸介質(zhì),又是傳感器,激光脈沖沿光纖向前傳輸,激光與光纖介質(zhì)相互作用,產(chǎn)生極為微弱的背向拉曼散射光(溫度敏感的anti-stokes光和溫度不敏感的stokes光),經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏光電探測器所探測,再經(jīng)高速信號采集和微弱信號處理,得到背向散射信號光的光強比值和返回時間,從而實時獲得溫度分布信息。分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)作為線型火災(zāi)探測器,具有測量距離長、無測量盲區(qū)、實時測量等優(yōu)點,在電力、交通隧道、地鐵、石化、大壩等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

山東正瑞電子有限公司的DCT-8000集光、機、電、計算機和微弱信號檢測等高新技術(shù)為一體,采用光電測量技術(shù)和光纖技術(shù),產(chǎn)品具有測量精度高、測量時間短、測量距離長等特點,可滿足客戶的不同應(yīng)用需求。DCT-8000具有定溫、差溫、溫升等多種報警算法,可提供聲、光、圖像和繼電器報警方式,同時提供豐富的標準接口方便與火災(zāi)報警控制器和其它消防設(shè)備相連,具備良好的兼容性和擴展性。

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n DCT-8000系統(tǒng)圖

測量原理

DCT-8000同時實現(xiàn)溫度測量和空間定位功能,其中溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼(Raman)散射效應(yīng),空間定位基于散射信號的回波時間(OTDR技術(shù))。DCT-8000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示。高速驅(qū)動電路驅(qū)動激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖,激光脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿傳感光纖向前傳輸,激光脈沖與光纖分子相互作用,產(chǎn)生多種微弱的背向散射,包括瑞利(Rayleigh)散射、布里淵(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等,其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動,產(chǎn)生溫度不敏感的斯托克斯(Stokes)光和溫度敏感的反斯托克斯(Anti-Stokes)光,兩者的波長不一樣,經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強受外界溫度調(diào)制,Anti-Stokes與Stokes的光強比值準確反映了溫度信息;不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時間是不一樣的,通過測量該回波時間即可確定散射信號所對應(yīng)的光纖位置;結(jié)合高速信號采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù),可準確、快速地獲得整根傳感光纖的溫度分布信息。

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n DTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

DCT-8000利用分布式光纖測溫技術(shù)可獲得傳感光纖上每一點的溫度信息,并在用戶軟件界面上實時顯示,如所示。

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n DTS 溫度分布曲線圖

系統(tǒng)特點及功能

l  實時性:DTS分布測溫系統(tǒng)對待測區(qū)域的溫度進行7×24小時的實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)并定位過熱點,做到早期預(yù)警。

l  分布式:DTS系統(tǒng)為分布式測溫,連續(xù)監(jiān)測,可根據(jù)現(xiàn)場情況任意設(shè)定報警值。實時顯示待測范圍內(nèi)任意點的溫度變化。

l  先進性:DTS光纜分布式溫度測量系統(tǒng)是電纜溫度在線監(jiān)測的最有效的手段,在國外已經(jīng)取代傳統(tǒng)的線性感溫材料,在技術(shù)上已非常成熟完善;通過采用不同的外護套材料,探測光纜可以適應(yīng)各種環(huán)境;區(qū)域長度設(shè)定、報警值設(shè)定及系統(tǒng)校定均可采用Windows 2000及以上版本軟件來完成。

l  準確性:DTS系統(tǒng)溫度分辨率可以達到0.1℃,溫度精度可以達到1℃;終端機內(nèi)的激光發(fā)射裝置每秒鐘會發(fā)射上萬次的光脈沖,并將取樣溫度的平均值輸出到顯示系統(tǒng),基本消除誤差。

l  靈活性:DTS監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測是連續(xù)的,可設(shè)置多級定溫報警,如30℃初報警,40℃預(yù)報警,50℃采取措施等,并且可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況進行修正;為避免誤報發(fā)生,在設(shè)定定溫報警的同時,還可以設(shè)定溫升速率報警,或定溫和差溫結(jié)合報警。報警控制區(qū)可編程,并可按照用戶的要求進行分區(qū),可針對環(huán)境變化最多可設(shè)置500個不同報警控制區(qū)域。

l  擴展性:DTS系統(tǒng)可以對多路光纖進行同時測量,根據(jù)實際需要,有1、2、4或8路可以選擇。

l  兼容性:DTS系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)網(wǎng)口、RS232接口,向終端用戶控制系統(tǒng)(如平板PC)提供分區(qū)、溫度及報警信息。

l  安全性:DTS系統(tǒng)具備內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄功能,可儲存一年的歷史數(shù)據(jù),并可把存儲的數(shù)據(jù)調(diào)(恢復(fù))出來;遠程控制和診斷,可通過網(wǎng)絡(luò)接口進行遠程控制和診斷;如果光纖受損,DTS系統(tǒng)可以即時定位受損點,并通過光纖熔接機對其進行熔接,這對于有效的實施在線監(jiān)測是非常重要的;探測光纜本征安全,采用光信號,不會與動力電纜之間產(chǎn)生相互電磁干擾。

l  完整性:DTS分布式溫度測量系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境要求采用回路配置-即光纜的兩端均連接到DTS主機上。回路設(shè)計采用“雙端”數(shù)據(jù)處理(即如果出現(xiàn)斷路,可從回路兩端同時進行單端測量),因此光纜上單點受損并不影響DTS系統(tǒng)在回路兩端采集數(shù)據(jù)的能力,也不會引起任何性能損失,如響應(yīng)時間,區(qū)域定位及溫度分辨率將保持不變

3.2 系統(tǒng)組成

DCT-8000完整系統(tǒng)由機柜部分、光纖部分和上位機軟件等組成,如所示。

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n 機柜部分示意圖

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n 光纜部分示意圖

3.2.1機柜部分

機柜部分可配置測溫主機(標配)、液晶顯示器(選配)、19英寸標準機柜(選配)、繼電器單元(選配)和消防電源(選配)、蓄電池(選配)等。(具體配置以及規(guī)格以訂購合同為準)

測溫主機

測溫主機是系統(tǒng)的核心設(shè)備,實現(xiàn)了溫度解析和火警判斷的功能。

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n 測溫主機外觀圖

 

測溫主機接口圖

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n DCT-8000主機接口示意圖

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消防電源(含蓄電池)

消防電源主要用于為測溫主機、顯示器等設(shè)備提供穩(wěn)定連續(xù)的24V直流電源。

 

3.2.2 感溫光纜

光纜外觀圖

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n 感溫光纜示意圖

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n 光纜連接頭示意圖

l  感溫探測光纜的技術(shù)參數(shù)如下:

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安裝方式:每層電纜按S型分布感溫光纜。

3.3  安裝圖

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4、材料及報價清單

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    我公司承諾對所有售出商品(含工程)均具有12個月免費保修服務(wù),終身維護。響應(yīng)時間為8小時內(nèi)回復(fù)。如需現(xiàn)場服務(wù),省內(nèi)24小時到達現(xiàn)場。省外48-72小時到達。

    本公司還對客戶提供上門技術(shù)支持服務(wù)。針對客戶在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的故障,工程師認為通過電話熱線無法解決問題,就會根據(jù)客戶的要求提供現(xiàn)場技術(shù)支持。現(xiàn)場技術(shù)支持包括故障診斷、提交解決方案、系統(tǒng)參數(shù)恢復(fù)、重裝系統(tǒng)等服務(wù)。

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