Cum se aplică sistemul distribuit de măsurare a temperaturii fibrei optice în echipamentele electrice subterane din minele de cărbune

Senzor de temperatură cu fibră optică, Intelligent monitoring system, Distributed fiber optic manufacturer in China

Sistemul distribuit de măsurare a temperaturii prin fibră optică este o nouă tehnologie dezvoltată treptat în ultimii ani pentru măsurarea în timp real a câmpului spațial de temperatură. Poate monitoriza continuu temperatura diferitelor puncte pe o rază de peste zece kilometri de-a lungul cablului de fibră optică, cu zeci de mii de puncte de colectare a temperaturii, precizie de poziționare de până la 1m, precizia măsurării temperaturii ± 1 °C, și intervalul de măsurare a temperaturii -20 °C până la +150 °C. Este foarte potrivit pentru scară largă, medii dure, și mai multe puncte de monitorizare a temperaturii în sistemele subterane de alimentare cu energie electrică din minele de cărbune. Metodele utilizate în mod obișnuit de monitorizare a temperaturii pentru echipamentele electrice din minele de cărbune includ:: Inspecția artificială a pistolului cu inducție cu infraroșu, Sistem de măsurare a temperaturii termistorului, și sistem de măsurare a temperaturii termocuplului. Metodele tradiționale de măsurare a temperaturii au dezavantaje, cum ar fi incapacitatea de a monitoriza în timp real, stabilitate slabă, izolație slabă, mediu periculos la fața locului, interferențe electromagnetice ridicate, pierderi mari de transmisie folosind semnale analogice, și precizia măsurării la temperaturi scăzute. Ca răspuns la principalele cauze și caracteristici ale accidentelor de incendiu electric în minele de cărbune, Tehnologie distribuită de măsurare a temperaturii prin fibră optică dezvoltată independent pentru a monitoriza și avertiza în mod cuprinzător temperatura sistemului de alimentare subterană. Chiar și pentru unele încărcături importante care nu fac parte din clasa I, O schemă de control al feedback-ului de blocare a opririi poate fi prevăzută înainte ca amplitudinea încălzirii să atingă punctul de aprindere.

Principiul sistemului distribuit de măsurare a temperaturii fibrei optice
Măsurarea distribuită a temperaturii fibrei optice se referă la un sistem de monitorizare a temperaturii care utilizează în mod cuprinzător efectul de împrăștiere Raman (Raman) a fibrelor optice și a tehnologiei optice de măsurare a reflexiei în timp (OTDR) pentru a obține informații despre distribuția spațială a temperaturii. Unele cantități fizice în viața de zi cu zi, cum ar fi temperatura, presiune, și tensiune, poate afecta fibrele de sticlă și poate modifica local caracteristicile de transmisie optică în fibrele optice. Datorită atenuării luminii în fibrele de sticlă de cuarț prin împrăștiere, localizarea efectelor fizice externe poate fi determinată, realizarea fibrelor optice potrivite pentru senzori liniari. Efectele termice provoacă oscilații de rețea în solidele de cuarț cu fibră optică. Când lumina cade pe aceste oscilații moleculare excitate termic, Împrăștierea luminii apare atunci când există interacțiune între electronii particulelor de lumină și moleculele de cristal, cunoscut și sub numele de împrăștiere Raman. Spre deosebire de lumina incidentă, Deplasarea spectrală a acestei lumini împrăștiate este echivalentă cu frecvența de rezonanță a oscilațiilor rețelei. Lumina împrăștiată înapoi din fibra optică conține trei spectre diferite: Rayleigh împrăștie lumina, Lumina Stokes, și lumina anti Stokes. Banda de lumină anti Stokes are o dependență puternică de temperatură, în timp ce lumina Stokes este aproape independentă de temperatură. Intensitatea luminii anti Stokes din fibra optică se modifică datorită efectelor externe de temperatură. Raportul dintre intensitatea luminii anti Stokes și intensitatea luminii Stokes poate fi utilizat pentru calibrarea temperaturii, Și acest principiu poate fi utilizat pentru a realiza măsurarea distribuită a câmpurilor de temperatură în diferite puncte de-a lungul fibrei optice.

Principiul tehnologiei optice de măsurare a reflexiei în timp (OTDR) este de a emite impulsuri luminoase către fibra testată, generați efectul de împrăștiere Raman, iar lumina retrodifuzată formată este transmisă înapoi la capătul inițial al fibrei (adică. capătul injectabil al impulsului luminos). Deoarece fiecare lumină retrodifuzată corespunde unui punct de împrăștiere pe fibră, Locația punctului de împrăștiere pe fibră poate fi determinată pe baza timpului său de propagare.

Măsurarea temperaturii minelor de cărbune

În ultimii ani, numărul echipamentelor mecanice și electrice utilizate în minele de cărbune din China a crescut treptat, iar sistemul de alimentare cu energie electrică a devenit din ce în ce mai complex, cu linii lungi, mai multe ramuri, Niveluri înalte de tensiune, Unități de echipamente multiple, și putere mare. Realitatea mai multor noduri, cum ar fi întrerupătoarele și cutiile de joncțiune de-a lungul liniei, a adus pericole mai mari de incendiu sistemului de alimentare cu energie din minele de cărbune. În practica producției minelor de cărbune, Multe cabluri fixe au o durată lungă de viață, îmbătrânirea izolației, contact slab al îmbinărilor cablurilor, și lipsa unei inspecții eficiente și a întreținerii la timp, care pot provoca cu ușurință scurgeri electrice și incendii; În plus, Contactul slab al contactelor din interiorul comutatorului de înaltă tensiune sau al camerei cutiei de joncțiune poate provoca, de asemenea, cu ușurință aprinderea arcului, supraîncălzirea componentelor interne ale echipamentului, și incendii electrice. Cele de mai sus sunt principalele cauze ale incendiilor electrice din minele de cărbune. Accidentele majore de incendiu cauzate de aprinderea cablurilor subterane sau a aparatelor de comutație de înaltă și joasă tensiune din minele de cărbune amenință grav siguranța minelor de cărbune.

Sistemul distribuit de măsurare a temperaturii fibrei optice a proiectat scheme corespunzătoare de instalare a cablurilor de fibră optică pentru mai multe obiecte diferite de măsurare a temperaturii subterane.

Îmbinările cablurilor pentru așezarea cablurilor optice subterane în minele de cărbune sunt puncte slabe în conexiunile de cablu și sunt predispuse la scurtcircuite, Scurgere, și supraîncălzire. Ca răspuns la producția manuală relativ grosieră a îmbinărilor cablurilor, O metodă de înfășurare cu inel dublu a cablului optic de detectare a temperaturii este utilizată pentru ao fixa la bornele și îmbinările cablului, ceea ce îl poate face să intre în contact complet și strâns, și monitorizați temperatura întregii îmbinări a cablului mai dens și mai sensibil.

Există soluții corespunzătoare pentru dispunerea fibrelor optice de măsurare a temperaturii în îmbinările cablurilor, instalarea fibrelor optice de detectie in tavite de cablu, și dispunerea fibrelor optice de măsurare a temperaturii în tăvile de cablu.
În procesul real de așezare a diferitelor cabluri subterane în minele de cărbune, pentru a atinge cerințele estetice și standardizate, tăvile de cablu sunt adesea folosite pentru instalarea închisă. Acest lucru provoacă mari inconveniente disipării căldurii cablurilor și măsurării manuale a temperaturii. Pe baza caracteristicilor acestor obiecte de monitorizare, instalarea cablurilor optice adoptă o metodă de așezare a curbelor în formă de S, iar temperatura cablurilor din pod poate fi controlată în timp real.
Metoda de monitorizare a temperaturii pentru cablurile suspendate de cârlige de cablu
Diferite tipuri de cabluri din minele subterane de cărbune sunt adesea atârnate în rânduri prin cârlige de cablu. În acest moment, Fiecare cablu este strâns atașat la un cablu de fibră optică, și se adoptă metoda de măsurare a temperaturii cablului de fibră optică pentru agățarea cablurilor în rânduri minele subterane de cărbune

Monitorizarea online a contactului static și a temperaturii barei colectoare în echipamentele de comutație de înaltă tensiune

Comutatoare de înaltă tensiune, deschidere subterană rezistentă la explozii, transformatoare mobile, întrerupătoare combinate, convertizoare de frecvență, și alte echipamente electrice de tip cutie în diferite stații de suprafață ale minelor de cărbune pot fi instalate folosind metode de înfășurare și fixare a fibrei optice, cu accent pe monitorizarea punctelor periculoase specifice,
După aplicarea sistemului de măsurare a temperaturii fibrei optice în minele de cărbune, un total de 6314 Punctele de monitorizare a temperaturii au fost amenajate de-a lungul diferitelor tipuri de cabluri de înaltă și joasă tensiune, cu o lungime de aproximativ 57260 m, într-un interval de tunel subteran de 15,7 km. Distribuția largă a punctelor de măsurare, cantitatea mare de informații de monitorizare, iar distanța mare de transmisie depășește cu mult metodele tradiționale de măsurare a temperaturii. În plus, Sistemul de măsurare a temperaturii cu fibră optică are o siguranță intrinsecă excelentă, rezistența la coroziune, rezistență la înaltă tensiune, și rezistența la interferențe electromagnetice, și poate detecta automat poziția precisă a punctelor de întrerupere a cablurilor de fibră optică, Oferind confort pentru repararea rapidă a sistemului.

Metoda de dispunere a fibrelor optice de măsurare a temperaturii în interiorul aparatelor de comutație de înaltă tensiune
În ceea ce privește siguranța și beneficiile economice, Sistemul de măsurare a temperaturii cu fibră optică rezolvă în mod eficient pericolele uriașe ascunse cauzate de electricienii tradiționali din minele de cărbune din cauza unor factori precum volumul mare de muncă, neglijență, și simțul insuficient al responsabilității, cum ar fi inspecțiile manuale inadecvate și detectarea precoce a pericolelor de incendiu (adesea descoperite numai atunci când fumul este emis), economisirea considerabilă a costurilor forței de muncă pentru minele de cărbune și îmbunătățirea siguranței și fiabilității sistemelor subterane de alimentare cu energie electrică.