专利名称：电力电缆的分布式光纤在线测温系统数据处理方法
技术领域：
本发明涉及电力系统输变电电力电缆温度实时监测技术。
背景技术：
电力电缆广泛地应用于电力系统输变电的各种环境中，如何有效地对电缆温度进 行实时监测，已经成为保障电缆安全运行的重要手段。分布式光纤温度传感技术是目前及 时发现电力电缆温度局部过热点位置，计算导体载流量和检测运行线路的绝缘状态的首选 措施，它能够连续测量光纤沿线各点的温度，能进行不间断的自动测量，适用于需要大范围 多点测量的应用场合；该技术是一种用于实时测量空间温度场分布的传感技术，它在地下 电缆网络系统中所出现的温度奇异点的识别、系统实时负载能力的计算、电网短期超负荷 能力的计算、电缆的载流量最优化配置以及实现负荷的经济调配等方面具有广泛的应用前 景。由于它具有抗电磁干扰、工作频率宽、动态范围大等特点，它能够连续测量光纤沿线各 点的温度，能进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点测量的应用场合。分布式光纤温度传感系统，分为光电探测、光纤温度场信息采集和信号处理3大 部分。在同步控制单元的触发下，光发射机产生一大电流脉冲，该脉冲驱动半导体激光器产 生大功率的光脉冲，并注入激光器尾纤中，从激光器尾纤输出的光脉冲经过光路耦合器后 进入放在恒温槽里的传感光纤中。当激光在光纤中发生散射后，携带有温度信息的拉曼后 向散射光回到光路耦合器中，光路耦合器不但可以将发射的光直接耦合至传感光纤，而且 可以将散射回来的不同于发射波长的拉曼散射光耦合至分光器。分光器是由两个不同中 心波长的滤波器组成，他们分别滤出斯托克斯光和反斯托克斯光，两路光信号经过接收机 时进行光电转换和放大，然后由数据采集单元进行高速数据采样，转换为数字量，然后经过 进一步的信号处理，用于温度的计算。拉曼散射光由Anti-Stokes光和Mokes光的两种不同波长的光组成，前者对温度 特别敏感，其强度受温度调制，而后者与温度基本无关，且两者光强的比值只与散射区的温 度有关。因此，通常都将Anti-Stokes拉曼散射用作信号通道，作为计算温度的主要依据， 而Mokes通常被用作参考通道，用来消除应力等其他因素的影响。检测两者光强的比值就 可以解调出散射区的温度信息，同时还可以消除光源的不稳定以及光纤传输过程中的耦合 损耗、光纤接头损耗、光纤传输损耗等影响。分布式光纤温度传感系统的主要缺点是散射光信号很弱，约为入射光的1/108，信 噪比很小，测量的信息几乎完全淹没在噪声中，所以必须采用一种方法对光电检测器输出 信号进行放大、采样以及处理。数据处理的核心就是在有效地抑制噪声的条件下放大微弱信号。传统的方法是采用线性累加平均算法，即采集η个在线温度测量数据后，再由计算机按下式求其平均值
权利要求
1. 一种电力电缆的分布式光纤在线测温系统数据处理方法，其特征是，该方法为采 用递推式平均算法，在每次取样所得在线温度测量数据来到时，利用上次的平均结果做更 新运算，以获得新的平均结果，即新的平均结果由下式得到
全文摘要
一种电力电缆的分布式光纤在线测温系统数据处理方法，它采用递推式平均算法，在每次取样所得在线温度测量数据来到时，利用上次的平均结果做更新运算，以获得新的平均结果。发明在分布式光纤温度传感系统的数据处理上，改进了线性累加算法，采用递推式平均算法的数字平均算法，有效地抑制了噪声，减少了系统运算时间，有效地提高了测温系统的精度和稳定性。与现有的其他方法如温度传感器、红外热像仪以及感温光纤相比，分布式光纤温度传感系统具有远距离、大范围，不受电磁干扰，测量精度高的优点。
文档编号G01K11/32GK102116685SQ20111004731
公开日2011年7月6日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者周羽生, 张帆, 朱磊, 董慎学, 贺伟, 高小刚 申请人:长沙理工大学