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1、能源技術(shù)與管理2014年第39卷第4期152EnergyTechnologyandManagementVoI．39No．4doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2014．04．060光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在礦井供電系統(tǒng)中應(yīng)用陳爭(zhēng)峰，張振(安徽恒源煤電股份有限公司，安徽宿州234000)[摘要]通過(guò)對(duì)煤礦電氣事故的分析，對(duì)電氣設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故征兆，避免意外停電事故的發(fā)生。光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠做到預(yù)防性維修，保障礦井供電安全。[關(guān)鍵
2、詞]溫度；防爆；光纖；本質(zhì)安全[中圖分類號(hào)]TD611[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(2014)04一O1522反射光．ffr射率f／折射率n2折射率n·1提出背景與意義＼＼／／煤礦井下60％以上的電氣事故是由于電氣蓮二：：譬疊臣薯宣墨譬疊盡l墨置喜薔設(shè)備接觸不良和長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行造成的，在這些A}卜事故發(fā)生之前的共同預(yù)兆就是故障點(diǎn)均會(huì)出現(xiàn)溫圖1光纖光柵模型示意圖度異常升高H]。煤礦井下電氣設(shè)備均為防爆設(shè)備，如果光柵處的溫度發(fā)生變化，由于熱脹冷縮，現(xiàn)行的設(shè)備檢查方式基本上是通過(guò)維修工人憑經(jīng)光柵條紋周
3、期也會(huì)跟隨溫度變化，光柵布喇格波驗(yàn)?zāi)繙y(cè)檢查或用手觸摸外殼來(lái)判斷設(shè)備是否正常長(zhǎng)也就跟著變化。這樣通過(guò)檢測(cè)光柵反射光的波運(yùn)行的。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)溫度異常升高的事故征兆時(shí)長(zhǎng)變化，就可以知道光柵處的溫度變化。很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，不能真正做到預(yù)防性維修。光纖光柵分布式傳感系統(tǒng)基本原理如圖2所隨著煤礦開采不斷加深，瓦斯危害越來(lái)越大，示2]c對(duì)井下供電的安全可靠性要求越來(lái)越高，如果能被測(cè)繁變化-。對(duì)主要電氣設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度監(jiān)測(cè)，壅—堂堂—1}分路器“S“一一一一z．就能及時(shí)準(zhǔn)確掌握電氣設(shè)備運(yùn)行溫度信息，在事八故發(fā)生前對(duì)設(shè)備
4、進(jìn)行檢修，避免電氣事故的發(fā)生，并能大大提高供電系統(tǒng)的安全可靠性。實(shí)現(xiàn)由“事后維修”到“預(yù)防性維修”的轉(zhuǎn)變，避免意外停電造成井下瓦斯超限事故及惡性事故發(fā)生，具有巨大圖2光纖光柵分布式傳感系統(tǒng)基本原理在光纖光柵分布式傳感系統(tǒng)中，一根光纖上的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。串接多個(gè)光柵(各光柵具有不同的光柵常數(shù))，寬2光纖光柵測(cè)溫原理帶光源所發(fā)射的寬帶光經(jīng)Y型分路器通過(guò)所有光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)為沿纖芯折射率周期性的光柵，每個(gè)光柵反射不同中心波長(zhǎng)的光，反射光經(jīng)Y型分路器的另一端口耦合進(jìn)光纖光柵感溫的調(diào)制，所謂調(diào)制就是本來(lái)沿光纖軸線均勻
5、分布的折射率產(chǎn)生大小起伏的變化。探測(cè)信號(hào)處理器，通過(guò)光纖光柵感溫探測(cè)信號(hào)處理器探測(cè)反射光的波長(zhǎng)及變化，就可以得到解調(diào)光纖的材料為石英，由芯層和包層組成。通過(guò)對(duì)芯層摻雜，使芯層折射率n比包層折射率／I數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)處理，就得到對(duì)應(yīng)各個(gè)光柵處環(huán)境的實(shí)際溫度。大，形成波導(dǎo)，光就可以在芯層中傳播。當(dāng)芯層折射率受到周期性調(diào)制后，即成為光柵。光柵會(huì)對(duì)入3光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)安全可靠射的寬帶光進(jìn)行選擇性反射，反射一個(gè)中心波長(zhǎng)性分析與芯層折射率調(diào)制相位相匹配的窄帶光刺中心波長(zhǎng)為布喇格波長(zhǎng)。光纖光柵模型示意圖如圖1所光纖光柵溫度
6、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的光纖傳感器具示。有不帶電的特點(diǎn)，能夠做到本質(zhì)安全，傳感信號(hào)以2014年8月Feb．，2014陳爭(zhēng)峰，等光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在礦井供電系統(tǒng)中應(yīng)用153光的形式傳播，不受外界電磁場(chǎng)干擾，長(zhǎng)期漂移能，光纖溫度傳感器安裝在靜觸頭的導(dǎo)電桿上并小，因而可對(duì)井下電氣設(shè)備的運(yùn)行溫度進(jìn)行連續(xù)靠近絕緣臺(tái)，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)接觸位置的溫度情況。在線監(jiān)測(cè)。如出現(xiàn)溫度異常過(guò)高現(xiàn)象，可進(jìn)行報(bào)目前該技術(shù)已在恒源煤電劉一礦北乙二水平警。能夠及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，避免事故的發(fā)采區(qū)變電所成功應(yīng)用，共有23臺(tái)6kV防爆饋電生，提高生產(chǎn)效
7、率，節(jié)約人力巡檢成本。開關(guān)、28臺(tái)660V低壓防爆饋電開關(guān)的隔離開關(guān)4光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦供觸頭安裝了測(cè)溫傳感器，7臺(tái)變壓器安裝高低壓電系統(tǒng)中的應(yīng)用接線室安裝了測(cè)溫傳感器，測(cè)溫傳感器把溫度信光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要由RT2000一息通過(guò)光纖傳輸給井下監(jiān)控主機(jī)，井下監(jiān)控主機(jī)通過(guò)傳輸光纜，把采集到的溫度信息和主機(jī)運(yùn)行S01光纖光柵溫度傳感器、井下監(jiān)測(cè)主機(jī)和井上遠(yuǎn)程終端組成。井下供電系統(tǒng)高壓防爆開關(guān)的隔離狀態(tài)發(fā)送到井上遠(yuǎn)程終端。該技術(shù)測(cè)溫范圍一30～開關(guān)觸頭易出現(xiàn)過(guò)熱造成電氣事故，如果真空接250cc，測(cè)
8、溫精度±0．5℃；傳輸距離10km；通訊管出現(xiàn)接觸不良等問(wèn)題也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。端口采用RS485／以太網(wǎng)口；可以對(duì)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的光纖光柵溫度傳感器安裝在井下采區(qū)變電所報(bào)警溫度參數(shù)設(shè)置；當(dāng)系統(tǒng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度出現(xiàn)高壓防爆開關(guān)的隔離開關(guān)小車的靜觸頭上，為滿異常升高時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，能夠?qū)Ω鼽c(diǎn)的歷史溫度曲足防爆要求，采用1根光纖從防爆開關(guān)內(nèi)引出，將線查詢。1個(gè)光纖分路器放置于高壓防爆開關(guān)
