光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用.pdfVIP

能 源技 术与 管理 2014年第39卷第4期 152 EnergyTechnologyandManagement VoI．39 No．4 doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2014．04．060 光纤光栅温度在线监测技术在矿井供电系统中应用 陈争峰，张 振 (安徽恒源煤电股份有限公司，安徽 宿州 234000) [摘 要] 通过对煤矿电气事故的分析，对电气设备的关键点进行实时运行温度监测，能够及 时发现事故征兆，避免意外停电事故的发生。光纤光栅温度在线监测技术在煤矿供 电系统中应用，能够做到预防性维修，保障矿井供 电安全。 [关键词] 温度；防爆；光纤；本质安全 [中图分类号]TD611[文献标识码]B [文章编号]1672-9943(2014)04一O152 2 反射光 ．ffr射率 f／折射率n2折射率n· 1 提出背景与意义 ＼ ＼ ／ ／ 煤矿井下 60％以上的电气事故是 由于 电气 莲二：：譬叠臣薯宣墨譬叠尽l墨置喜 蔷 设备接触不 良和长期过负荷运行造成的，在这些 A}卜 事故发生之前的共同预兆就是故障点均会出现温 图1 光纤光栅模型示意图 度异常升高H]。煤矿井下电气设备均为防爆设备， 如果光栅处的温度发生变化，由于热胀冷缩， 现行的设备检查方式基本上是通过维修工人凭经 光栅条纹周期也会跟随温度变化，光栅布喇格波 验 目测检查或用手触摸外壳来判断设备是否正常 长也就跟着变化。这样通过检测光栅反射光的波 运行的。当设备出现温度异常升高的事故征兆时 长变化，就可以知道光栅处的温度变化。 很难及时发现和处理，不能真正做到预防性维修。 光纤光栅分布式传感系统基本原理如图2所 随着煤矿开采不断加深，瓦斯危害越来越大， 示 2]c 对井下供电的安全可靠性要求越来越高，如果能 被测繁变化- 。 — — 1 对主要电气设备关键点进行实时运行温度监测， 壅堂堂 } 分路器 “ S“ 一一一一 z ． 就能及时准确掌握电气设备运行温度信息，在事 八 故发生前对设备进行检修，避免电气事故的发生， 并能大大提高供 电系统的安全可靠性。实现由 事“ 后维修”到 “预防性维修”的转变，避免意外停电造 成井下瓦斯超限事故及恶性事故发生，具有 巨大 图2 光纤光栅分布式传感系统基本原理 的经济效益和社会效益。 在光纤光栅分布式传感系统中，一根光纤上 串接多个光栅 (各光栅具有不同的光栅常数)，宽 2 光纤光栅测温原理 带光源所发射的宽带光经Y型分路器通过所有 光纤光栅的基本结构为沿纤芯折射率周期性 的光栅，每个光栅反射