基于BOTDR的分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng).pdf

1、近年來，隨著社會經濟的高速發(fā)展，居民和工業(yè)用電量也在節(jié)節(jié)攀升，穩(wěn)定可靠的電能供應對整個經濟的發(fā)展具有重要作用。變電站可以調整傳輸電壓，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)中其作為樞紐和關鍵節(jié)點其重要性與日俱增，可以說整個電網的安全可靠運轉的關鍵點是變電站能否正常工作。而變電站中的電力設備大多處于露天環(huán)境，受惡劣天氣及季節(jié)溫差的長期影響，其設備連接處會出現(xiàn)接觸不良，導致接觸電阻變大，在高壓條件下發(fā)熱增加引起溫度劇增，從而引發(fā)

2、火災進而導致電網的部分癱瘓，影響工業(yè)及居民用電，給國民經濟帶來巨大的經濟損失。因此對變電站內部各電器設備接頭進行實時溫度監(jiān)控就顯得格外重要。
　　本文在分析現(xiàn)有變電站溫度監(jiān)測方法優(yōu)劣點的基礎上，結合分布式光纖傳感技術的優(yōu)點提出一種基于布里淵光時域反射技術的測溫系統(tǒng)并對其性能做了理論和實驗研究。具體內容如下：
　　首先，自主設計了分布式光纖測溫（DTS）系統(tǒng)，采用空間光耦合系統(tǒng)實現(xiàn)絕緣子段的電隔離，采用布里淵光時域反射計（BO

3、TDR）采集信號，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發(fā)生的散射現(xiàn)象并論述了自發(fā)布里淵散射機理，研究了布里淵頻移與溫度/應變的線性關系。推導了空間光耦合系統(tǒng)的耦和效率，分析了耦合器間隙、橫向位移、偏轉角、光斑失配對耦合效率的影響。
　　最后，搭建了基于布里淵光時域反射技術的分布式測溫系統(tǒng)，分析平均次數(shù)、探測光脈寬、偏振態(tài)、準直器等關鍵因素對系統(tǒng)性能的影響。實驗結果表明，結合空間耦合技