分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案设计-20160621.doc

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1、分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案诺可电子科技发展2016年6月目录一、应用分析3二、分布式光纤线型感温火灾监测系统的特点3三、分布式光纤线型感温火灾监测系统的技术原理53.1技术原理53.2模块组成63.3系统构成63.4技术性能7四、系统方案设计84.1感温光缆84.2系统设计104.3监测方案114.4传感光纤的铺设安装144.5系统功能指标164.6设备清单17五、系统验收175.1系统性能验收175.2现场模拟火灾报警性能验收18六、售后服务186.1技术支持186.2培训容196.3售后服务19

2、一、应用分析判断电缆运行是否正常，温度是最重要也是最基本的物理量。通过对电缆、电缆接头、电缆终端等进行温度监测，可以预测或及时发现电缆可能或正在发生的故障，有效地防止电缆事故的发生。电缆的火灾通常有两种，即部火源和外部火源。部火源主要是指电缆传输电流过载、电缆接头处阻抗大、绝缘皮老化或电缆本身局放等原因，致使电缆表面产生温升，电缆绝缘层和保护层产生阴燃，并伴随大热量、可燃气体的产生，随着温度进一步上升即产生烟雾，从而发展为火灾。外部火源是指电缆所处环境或电缆夹层其他火源及外部各种火源。外部火源可使电缆表层着火，同时产生

3、大量的热和烟。对于普通电缆，一般情况下护套材料在温度150℃以上开始释放一定量的可燃气体，此时并不产生烟雾；温度在270℃围会大量释放可燃气体和烟雾，含有毒气体。温度高于270℃时处于极不稳定期，随时可能燃烧，对于自燃来讲可能温度要达到近390℃才会燃烧，但对于由于外界火源造成的灾害，在存在大量可燃气体的情况下即会燃烧。 对于阻燃或难燃这一类电缆仍然会发生电缆延燃火灾。与普通电缆不同的是自燃起火温度值提高到了480℃，190℃以上开始产生一定量可燃气体，但无烟雾产生；到270℃产生大量可燃气体。因此，电缆故障首先会产生

4、大量的热量，而分布式光纤线型感温火灾探测系统就是通过实时监测周围环境热量的变化，从而在事故发生的初期就可以准确判断是否电缆有异常，做到防患于未然。二、分布式光纤线型感温火灾监测系统的特点①对温度实时，分布式监测整根光纤既是信号传输的载体，又是温度探测器，连续分布式的实时测量沿光缆的所有温度信息，无测量盲区，误报和漏报率大大降低。完全沿着光纤的测量:10km光纤=20,000传感器②报警方式灵活分布式光纤线型感温火灾监测系统可以实现多通道的定温和差温报警，并可配置图形化监控软件，实时显示各分区的定温，差温等检测数据，并可

5、设定各种探测数据的报警阈值、温升速率，保证实现早期可靠的报警。③精确定位、测量可靠提供精确的火灾报警位置，可显示全部监测围或局部的温度，并可显示全部的温度分布曲线，灵敏度高，动态测量围宽。④安装简单、便于维护系统安装非常简便，信号传输和探测用一根光缆，安装至现场仅需将探测光缆固定即可完成安装工作。在光缆损伤的地方可以熔接修复。光缆可有余长保留，也可不受限制的切割成工程所需长度。⑤长期安全特性光缆具有较高的耐用性，寿命可达30年，适合在恶劣环境中工作，光纤采用无点传输信号，光信号工作，本质防燃防爆，不受雷击和电磁干扰影响

6、。⑥良好的兼容性系统集成方便，可通过标准接口与外部其他设备进行通讯，可以方便得与消防控制系统联网。⑦自检功能设备具有自检测功能，可以实时监测自身运行状况，当光缆发生故障时，可以在系统中清晰指示出断电的具体位置，有利于系统的故障监测与迅速维修。⑧远程监控管理能够进行历史温度数据对比，可以显示任意区间段历史温度数据变化趋势，并且能够将测量数据实时上传到云端服务器，用户通过网络可查看光缆温度的实时数据和历史数据，实现远程管理。三、分布式光纤线型感温火灾监测系统的技术原理3.1技术原理分布式光纤线型感温火灾监测系统原理图如下图

7、所示。分布式温度测量基于自发拉曼（Raman）散射效应。大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后，激光与光纤分子相互作用，产生极其微弱的背向散射光，散射光有三个波长，分别是瑞利（Rayleigh）、反斯托克斯（Anti-stokes）和斯托克斯（Stokes）光；其中反斯托克斯温度敏感，为信号光；斯托克斯温度不敏感，为参考光。从传感光纤背向散射的信号光经再次经过波分复用模块WF，隔离瑞利散射光，透过温度敏感的反斯托克斯信号光和温度不敏感的斯托克斯参考光，并且由探测器（APD）接收，根据两者的光强比值可计算出温度。而位置

8、的确定是基于光时域反射OTDR技术，利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。图3.1分布式测温系统原理图3.2模块组成如图3.2所示，分布式光纤线型感温火灾监测系统主要包括：脉冲光源、拉曼波分复用模块、探测模块、数据采集与处理模块。图3.2分布式测温系统功能结构图系统软件对输入信号进行精确解调，测量