湘潭鋼鐵廠分布式光纖測溫系統(tǒng)方案

冶金行業(yè)分布式光纖溫度監(jiān)控與消防聯(lián)動解決方案PAGEPAGE37聚光科技（杭州）股份有限公司 無錫聚光盛世傳感網(wǎng)絡(luò)有限公司電話AX1018 湘潭鋼鐵廠分布式光纖消防項目技術(shù)方案聚光科技（杭州）股份有限公司目錄1總述 31.1概述 31.2溫度監(jiān)測的意義 31.3電纜火災(zāi)特點(diǎn) 31.3.1引起電纜火災(zāi)的原因 31.3.2電纜火災(zāi)特點(diǎn) 41.3.3測溫方式 41.4公司簡介 72技術(shù)原理 92.1基本原理 92.2技術(shù)優(yōu)勢 103設(shè)備介紹 113.1測溫主機(jī) 113.2感溫光纜 123.3適用領(lǐng)域 134系統(tǒng)架構(gòu) 144.1系統(tǒng)模型 144.2系統(tǒng)總體組成 155解決方案 155.1監(jiān)控范圍和系統(tǒng)配置 155.1.1監(jiān)測范圍 155.1.2系統(tǒng)配置： 165.1.3解決方案特點(diǎn) 165.2.敷設(shè)方案 175.2.1電纜隧道分布式光纖敷設(shè)方案 175.2.2電纜橋架分布式光纜敷設(shè)方案 185.2.3重要建筑溫度監(jiān)控系統(tǒng) 185.2.4輸煤系統(tǒng)溫度監(jiān)控系統(tǒng) 195.3感溫光纖敷設(shè)方式 195.3.1大于110kV電纜橋架電纜測溫光纜敷設(shè)類型 195.3.2表貼式（外置式）光纜的敷設(shè)固定方式 205.3.3普通動力電纜橋架感溫光纜敷設(shè)方式一 215.3.4普通動力電纜橋架感溫光纜敷設(shè)方式二 225.2.5電纜隧道感溫光纖的安裝 235.4.光纜敷設(shè)固定的技術(shù)規(guī)范 245.5.報警分區(qū) 256.1溫度監(jiān)控軟件 266.2監(jiān)測軟件系統(tǒng)特點(diǎn) 276.3軟件系統(tǒng)功能框圖 286.4電纜測溫溫度報警設(shè)置 306.5系統(tǒng)軟件可靠性措施 307系統(tǒng)性能指標(biāo) 318設(shè)備清單 329標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù) 339.1產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 339.2項目設(shè)計依據(jù) 3410培訓(xùn)與技術(shù)服務(wù) 3510.1技術(shù)支持 3510.1.1強(qiáng)大的服務(wù)隊伍和服務(wù)體系 3510.1.2現(xiàn)場服務(wù) 3510.1.3軟件服務(wù) 3510.2培訓(xùn) 3510.2.1培訓(xùn)內(nèi)容 3510.2.2時間與地點(diǎn) 3510.3售后服務(wù) 3610.3.1售后安裝調(diào)試 3610.3.2電話支持服務(wù) 3610.3.3現(xiàn)場支持 3610.3.4設(shè)備維修 3610.3.5現(xiàn)場維修 3710.4保修期 37

1總述1.1概述隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，一個突出的問題顯現(xiàn)了出來，這就是電纜的平均故障率要明顯高于發(fā)達(dá)國家，對輸電電纜的實時監(jiān)測，已經(jīng)成為保障電纜正常工作的必要手段之一。1.2溫度監(jiān)測的意義對電纜進(jìn)行溫度監(jiān)測，會有如下益處：延緩?fù)顿Y花費(fèi)；安全地增加回路載流量；可以實現(xiàn)周期性的緊急狀態(tài)評估；驅(qū)動外部報警或其它應(yīng)急系統(tǒng)；發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)（特別是事故隱患的電纜接頭）和其它環(huán)境異常。1.3電纜火災(zāi)特點(diǎn)1.3.1引起電纜火災(zāi)的原因火災(zāi)原因分析

引起溝、隧道、橋架電纜火災(zāi)原因有兩點(diǎn)：其一、外因：可燃?xì)怏w(如煤氣、天然氣、沼氣等)串入電纜的溝隧道中，由于溝隧道比較密閉，當(dāng)遇到明火(人為或電纜放電等)便立即引起整段電纜爆炸失火。

其二、內(nèi)因：由電纜自己本身引起火災(zāi)故障。電力電纜產(chǎn)生故障的原因很多，歸納有以下幾點(diǎn)：

a、電纜產(chǎn)品的質(zhì)量問題；

b、電纜運(yùn)行時間較長，產(chǎn)生老化；

c、電纜長期過負(fù)荷運(yùn)行或處于惡劣的環(huán)境中；

d、電纜施工質(zhì)量或接頭制作工藝水平較低；

e、人為對電纜的破壞；

作為電纜本身，無論是什么原因引起火災(zāi)事故，它們著火都要經(jīng)歷如下幾個過程：

電纜某處絕緣受損→間歇或連續(xù)放電→電纜絕緣明顯下降局部發(fā)熱→電纜某處爆炸或發(fā)生電弧，并產(chǎn)生不良?xì)怏w→整個電纜溝、隧道失火。

因此，如果人們能及時發(fā)現(xiàn)故障并采取措施，將完全可以防止火災(zāi)事故的發(fā)生。

1.3.2電纜火災(zāi)特點(diǎn)

a、蔓延快、火勢猛電纜本身是一種易燃物，由于電纜隧道、溝內(nèi)的電纜數(shù)量越來越多，又采用隧道和架空密集敷設(shè)，有的還處于與高溫?zé)峁艿乐氐蚪诲e布置的環(huán)境中，電纜夾層更是布滿蜘蛛網(wǎng)似的電纜，再加上電纜豎井的高差形成自然抽風(fēng)，以及發(fā)生故障或火情的電纜又不能馬上斷電。因此，這些場所一旦著火，火勢就特別兇猛，而且危害性也特別大。

b、搶修困難電纜著火時產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體，CO、CO2含量很高，特別是普通塑料電纜不但易著火，而且產(chǎn)生氯化氫氣體通過縫隙、孔洞會彌漫到電氣裝置室內(nèi)，形成稀鹽酸附著在電氣裝置上，并形成一層導(dǎo)電膜，嚴(yán)重降低了設(shè)備和接線回路的絕緣，因此即使火被撲滅后，仍影響安全運(yùn)行。這種災(zāi)害稱為二次危害。1.3.3測溫方式傳統(tǒng)的測溫方法，例如熱電偶式，其缺點(diǎn)很明顯。比如它只能反映電纜局部位置的溫度情況，無法反映整條電纜以及所敷設(shè)環(huán)境全部情況；測試范圍有限；安裝繁瑣并且不可靠；易受電磁干擾等等。線性感溫探測系統(tǒng)目前主要產(chǎn)品有：纜式線型感溫火災(zāi)探測器、DTS分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)。纜式線型感溫火災(zāi)探測器DTS分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)報警方式固定溫度報警點(diǎn)和溫差報警點(diǎn)，被動等待設(shè)定的報警。綜合利用設(shè)置多級溫度報警/溫升速率/溫升趨勢來進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，可在任何時間準(zhǔn)確顯示任何一點(diǎn)的溫度狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生前早期預(yù)警。統(tǒng)計分析無火災(zāi)前數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能。具有火災(zāi)前數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，將事故消除在萌芽狀態(tài)。事故點(diǎn)判斷不能對傳感電纜的溫度異常點(diǎn)進(jìn)行定位，只能判斷火警區(qū)域（100m-200m智能化系統(tǒng)，準(zhǔn)確及時判斷溫度變化類型，顯示事故點(diǎn)溫度變化的類型，顯示事故點(diǎn)溫度讀數(shù)及位置。（精度±1℃，1-2m可恢復(fù)性可恢復(fù)性感溫電纜180℃以下可恢復(fù)一次，180可重復(fù)便用的產(chǎn)品，達(dá)到報警點(diǎn)后利用軟件進(jìn)行復(fù)位，不損傷光纜。當(dāng)光纜部分受損后，只須采用光纖熔接機(jī)對受損點(diǎn)熔接即可。感溫光纜測溫范圍一般在-30℃-2501火災(zāi)報警的設(shè)計方式按照分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，每個分區(qū)一段感溫電纜加一個微機(jī)頭，感溫電纜以正弦波方式敷設(shè)后接入微機(jī)頭，可靠性差，環(huán)境適應(yīng)性差。后者測溫控制主機(jī)放于控制室，可分多路光纜直線或正弦波方式敷設(shè)到現(xiàn)場的每一層電纜。調(diào)試時，根據(jù)光纜所經(jīng)過的防火分區(qū)的始末位置就可以對其分區(qū)準(zhǔn)確定位，使其聯(lián)動系統(tǒng)準(zhǔn)確聯(lián)動?？煽啃院軓?qiáng)，可適應(yīng)任何環(huán)境。電纜火災(zāi)的適應(yīng)性對分區(qū)的火災(zāi)情況進(jìn)行報警，但不能定位，并且報警之前沒有任何征兆，報警時火災(zāi)往往已形成一定的規(guī)模。屬于事后報警時時刻刻監(jiān)視電纜的溫度，在發(fā)生火情之前提前告警，例如可以設(shè)置40℃一級預(yù)報警，50℃二級預(yù)報警，滅火系統(tǒng)聯(lián)動性針對防火分區(qū)或防火分區(qū)內(nèi)的滅火分區(qū)而進(jìn)行分區(qū)設(shè)置。探測分區(qū)與滅火分區(qū)一一對應(yīng)，工程量、維護(hù)量大。軟件實現(xiàn)防火系統(tǒng)的分區(qū)，可靠，工程量和維護(hù)量小，適應(yīng)性強(qiáng)。安全可靠性具有一定的抗電磁干擾，抗機(jī)械損傷的能力。但受絕緣老化和長時間的電磁干擾以及微機(jī)頭受潮受電磁干擾等諸多因素的緣故，使用年限越久性能就越不穩(wěn)定，誤報率越高。光纖是由SiO2晶體組成，性能非常穩(wěn)定，不受電磁干擾影響，安全可靠性較高。光纖測溫控制主機(jī)采用特殊的抗電磁干擾材料，并置于控制室內(nèi)或變電所內(nèi)。因此整個光纖探測系統(tǒng)不會受電磁干擾。可靠性高。設(shè)備安裝現(xiàn)場除安裝感溫電纜外，每段電纜需配一個微機(jī)頭（帶電），每個微機(jī)頭與控制室的火災(zāi)報警控制器之間還得安裝電源電纜與報警輸出電纜等?，F(xiàn)場只需敷設(shè)感溫光纜（無任何帶電部件），安裝非常簡單。后期維護(hù)因絕緣老化和電磁干擾等因素，壽命短，一般情況下，使用三到四年性能不可靠，經(jīng)常誤報。感溫光纜抗射頻與電磁干擾、防燃、防爆、抗腐蝕、防輻射、絕緣強(qiáng)度高，使用壽命大于20年。國內(nèi)外應(yīng)用情況前幾年大量使用，現(xiàn)主導(dǎo)地位已被感溫光纖所替代。國內(nèi)外用于電纜隧道、廊道溫度監(jiān)測及火災(zāi)預(yù)警的案例很多，已逐步替代了感溫電纜。在研究測溫技術(shù)的過程中，發(fā)現(xiàn)分布式光纖測溫(DistributedTemperatureSensing，以下簡稱DTS)技術(shù)可以利用光纖作為傳感器，將光纖直接敷設(shè)在被測物體表面，在一定條件下將被測物體各個位置的溫度信號以光波的形式回傳到光纖端部，最終被提取并顯示出來。這種技術(shù)只需一根光纖就可以監(jiān)測長達(dá)數(shù)公里的線型設(shè)備（電纜）或點(diǎn)式設(shè)備。此外，電纜的載流量與環(huán)境條件有著密切的關(guān)系。根據(jù)IEC6028標(biāo)準(zhǔn)，電纜的最大載流量是由一系列參數(shù)決定的，如所敷設(shè)位置的環(huán)境條件等。因此，為了確定電纜系統(tǒng)最佳的和最安全的載流能力，有必要對所安裝電纜及其環(huán)境進(jìn)行實時的精確的溫度監(jiān)測。聚光科技（杭州）股份有限公司的DTS-2000型分布式光纖測溫系統(tǒng)基于目前最先進(jìn)的光纖、激光和信號處理技術(shù)。采用光纖作為溫度信息采集的傳感器。通過測量入射激光在光纖中不同距離處產(chǎn)生的散射波，測知延光纖分部的上萬點(diǎn)的實時溫度信息。該系統(tǒng)專門應(yīng)用于區(qū)域（多點(diǎn)、線性、面型）測溫，并可以實現(xiàn)對溫度引起的過熱、過冷、火情隱患等進(jìn)行預(yù)判和報警。目前，該產(chǎn)品通過了已經(jīng)由公安部沈陽消防所（國內(nèi)消防電子產(chǎn)品唯一認(rèn)證機(jī)構(gòu)）依據(jù)最新版本國標(biāo)（GB21197-2007）進(jìn)行消防認(rèn)證，聚光科技的DTS-2000系統(tǒng)是首批順利通過認(rèn)證的三個產(chǎn)品之一，并取得了定位精度等多項國內(nèi)最優(yōu)指標(biāo)。DTS-2000產(chǎn)品推向市場以來，已經(jīng)取得了較大的成功，應(yīng)用于杭鋼電爐煉鋼公司、包頭鋼鐵、南山電廠、內(nèi)蒙磴口電廠、廣西玉林電網(wǎng)、重慶渝巴高速、遷安鋼鐵、萊鋼、鞍鋼、定西油庫等多個電力電纜測溫與載流量監(jiān)控、公路隧道火情監(jiān)控項目。大量的實際應(yīng)用和測試證明，該系統(tǒng)具有極好的穩(wěn)定性和可靠性，誤報率、漏報率極低。加之光纖抗腐蝕、耐高溫、無靜電和無輻射的特質(zhì)。使得DTS-2000系統(tǒng)為各種基于溫度檢測的工業(yè)需求（尤其是電纜測溫領(lǐng)域）提供了穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)秀解決方案。DTS-2000系統(tǒng)的特點(diǎn)：測溫速度快：每通道巡檢最快達(dá)到5s。監(jiān)測距離長：監(jiān)測距離最長為30公里。精度高：溫度精度可以達(dá)到1攝氏度以內(nèi)，溫度分辨率可以達(dá)到0.1攝氏度以下。定位精度高：定位精度優(yōu)于1米。系統(tǒng)部署靈活多樣：可采用單端、雙端、回環(huán)以及級聯(lián)的方式進(jìn)行部署。DTS軟件系統(tǒng)基于windowsxp，中文界面，互動性強(qiáng)，簡單易用。軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、顯示功能，能夠提供在線采集、監(jiān)測、分析、警報，等詳細(xì)數(shù)據(jù)?？梢耘c站內(nèi)管網(wǎng)連接，實現(xiàn)信息共享及遠(yuǎn)程管理。1.4公司簡介位于國家高新區(qū)的聚光工業(yè)園 聚光科技（杭州）有限公司是由海外留學(xué)歸國人員創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè)，公司匯聚了StanfordUniversity和UCBerkley等國際著名學(xué)府的科技與管理精英，致力于新一代光電測量技術(shù)、過程分析技術(shù)和實驗室分析技術(shù)的研究與應(yīng)用開發(fā)，研發(fā)、生產(chǎn)和銷售適應(yīng)國內(nèi)外市場需求的分析測量儀器，并提供完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)。公司在半導(dǎo)體激光吸收光譜和紫外、可見近紅外分光光譜等分析技術(shù)方面居于世界領(lǐng)先地位，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、石化、化工、能源、航空航天等工業(yè)生產(chǎn)過程和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，并出口到美國、英國、日本、阿爾及利亞等國際市場。聚光科技（杭州）有限公司以市場、研發(fā)、服務(wù)為核心，組建了一支跨學(xué)科的、國際一流的產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊，并聘請有中國工程院和美國工程院院士擔(dān)任技術(shù)顧問，在過程分析技術(shù)領(lǐng)域開展了卓有成效的研究工作，獲得了數(shù)十項技術(shù)專利。公司被認(rèn)定為浙江省高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)等，曾獲得“中國企業(yè)改革全國示范單位”、“首屆全國企業(yè)自主創(chuàng)新優(yōu)秀獎”、“中國最佳100新產(chǎn)品企業(yè)”和“中國最具生命力百強(qiáng)企業(yè)”等稱號，產(chǎn)品獲得了國家科技進(jìn)步二等獎、中國儀表學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎和浙江省科技進(jìn)步一等獎等多種獎項，企業(yè)通過了ISO9001：2000國際質(zhì)量體系認(rèn)證、ISO-14001國際環(huán)境體系認(rèn)證、CMMI12級評估認(rèn)證等多種資質(zhì)認(rèn)證。公司開發(fā)研制出的DTS2000分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵、公路隧道、地鐵交通、高壓電纜、石化、市政、軍工等各個領(lǐng)域。公司同時代理美國Aglient（安捷倫）的DTS產(chǎn)品，作為國際領(lǐng)先公司Aglient的中國合作伙伴和技術(shù)服務(wù)中心。為客戶提供完整的在線溫度監(jiān)控解決方案。公司將不斷強(qiáng)化自身核心競爭力，利用自身獨(dú)特的競爭優(yōu)勢，為全球客戶提供國際領(lǐng)先的高端分析測量產(chǎn)品和過程分析解決方案。企業(yè)使命通過持續(xù)的創(chuàng)新，為工業(yè)、環(huán)保等行業(yè)客戶提供最佳的分析、測量設(shè)備和服務(wù)，讓工作更加高效、安全，讓生活更加健康、環(huán)保。企業(yè)宗旨互惠互贏，共創(chuàng)共榮

2技術(shù)原理2.1基本原理DTS-2000分布式光纖感溫火災(zāi)報警探測系統(tǒng)綜合利用了光纖拉曼散射效應(yīng)和光時域反射技術(shù)。光纖拉曼散射效應(yīng)是指激光在光纖中傳輸時，由分子熱振動所導(dǎo)致的微弱激光散射現(xiàn)象。散射光中的拉曼散射光由波長稍短的斯托克斯光和波長稍長的反斯托克斯光組成。其中，斯托克斯光光強(qiáng)對光纖形變敏感，反斯托克斯光光強(qiáng)對光纖溫度和形變均敏感，兩種光光強(qiáng)的比值則能準(zhǔn)確反映光纖的溫度信息。光時域反射技術(shù)是指激光在光纖中前向傳播時，不同光纖位置的背向拉曼散射光返回光纖入射端的時間是不同的，通過區(qū)分該時間即可確定散射信號所對應(yīng)的光纖位置。通過對拉曼散射信號和時域反射時間的精確檢測即可準(zhǔn)確、快速地獲得整條感溫光纖的溫度分布信息。DTS技術(shù)原理2.2技術(shù)優(yōu)勢連續(xù)分布式測量

分布式光纖傳感器是真正的分布式測量，可以連續(xù)的得到沿著探測光纜的所有溫度信息，誤報和漏報率大大降低。同時實現(xiàn)實時監(jiān)測。抗電磁干擾，在高電磁環(huán)境中可以正常的工作。

光纖本身是由石英材料組成的，完全的電絕緣；同時光纖傳感器的信號是以光纖為載體的，本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。本征防雷。

雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器。光纖傳感器由于完全的電絕緣，可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。測量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控。

光纖的兩個突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小，在無需中繼的情況下，可以實現(xiàn)十幾公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測。靈敏度高，測量精度高。

理論上上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測量精度都優(yōu)于一般的傳感器，實際已成熟的產(chǎn)品也證明了這一點(diǎn)。壽命長，成本低，系統(tǒng)簡單。

光纖的材料一般皆為石英玻璃，其具有耐腐蝕、耐火、耐水及壽命長的特性，通?？梢苑?0年。綜合考慮傳感器的自身成本以及以后的維護(hù)費(fèi)用，使用光纖傳感器可以大大降低整個工程的最終經(jīng)營成本。

3設(shè)備介紹3.1測溫主機(jī)測溫主機(jī)是系統(tǒng)的核心設(shè)備，實現(xiàn)了溫度解析功能。技術(shù)參數(shù)：主機(jī)性能指標(biāo)系統(tǒng)配置測量距離2Km，4Km，8Km，12Km通道數(shù)1，2，4，8可選激光產(chǎn)品等級3A備電續(xù)航時間10h測溫性能測量時間最短2s/KM溫度分辨率最優(yōu)0.1定位精度0.3m測溫精度優(yōu)于1系統(tǒng)接口通訊接口Ethernet網(wǎng)口一個USB一個RS232串口兩個繼電器輸出通過串口轉(zhuǎn)接輸出模塊，方便實現(xiàn)擴(kuò)展，每個模塊可提供48路輸出光纖接口FC/APC工作條件工作溫度0工作濕度0-95％R.H工作電源DC24V60W3.2感溫光纜測溫光纜的技術(shù)指標(biāo)，見下表。光纜技術(shù)指標(biāo)光纖光纖類型GI62.5/125μm多模光纖衰減850nm≤2.81300nm≤0.9光纖帶寬850nm200Mhz1300nm400Mhz光纖遵從的標(biāo)準(zhǔn)GB/T12357.1-2004光纜光纖芯數(shù)1光纜直徑（mm）≦3.5光纜外護(hù)套（低煙無鹵，阻燃型熱塑材料）顏色紅色抗張強(qiáng)度工作時600N安裝時1000N光纜允許的曲率半徑工作時光纜外徑的10倍敷設(shè)時光纜外徑的20倍線性碾壓力300N/cm引起小于0.3mm的變形抗壓強(qiáng)度（N/10cm工作時300敷設(shè)時1000重復(fù)彎曲次數(shù)（100N）500光纜溫度范圍運(yùn)輸/存儲溫度（℃）-25℃安裝溫度（℃）-20℃～+工作溫度范圍（℃）-25℃使用年限（年）20光纜遵從的阻燃標(biāo)準(zhǔn)IEC60335.2-3C3.3適用領(lǐng)域在電力行業(yè)，光纖測溫系統(tǒng)可用于發(fā)電廠里電纜橋架、電纜夾層、電纜溝、輸煤皮帶、原煤倉、油罐、變壓器、潤滑油箱、油管路的狀態(tài)監(jiān)測和火災(zāi)探測。

4系統(tǒng)架構(gòu)4.1系統(tǒng)模型DTS-2000系統(tǒng)采用了分層設(shè)計，系統(tǒng)模型，如圖所示。DTS-2000系統(tǒng)模型圖模型圖說明：模型圖將DTS-2000系統(tǒng)分為了三層，即傳感器層、核心層和數(shù)據(jù)應(yīng)用層。傳感器層是由感溫光纖組成。核心層是集成在DTS-2000系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)，包括了DTS-2000系統(tǒng)的主要硬件和軟件部分，按照功能可劃分如下模塊：DTS控制管理單元、激光發(fā)生單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、警報單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元、日志單元、數(shù)據(jù)存儲單元等。數(shù)據(jù)應(yīng)用層，是數(shù)據(jù)分析和呈現(xiàn)的軟件程序。遠(yuǎn)程控制和綜合管理平臺是客戶自建的平臺系統(tǒng)。圖中的綠色的箭頭表示DTS系統(tǒng)的激光器產(chǎn)生的脈沖激光。圖中的紅色的箭頭表示光纖返回的拉曼背向散射信號。圖中的黃色的箭頭表示網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP）通信連接。圖中的藍(lán)色的箭頭表示DTS系統(tǒng)將處理完的數(shù)據(jù)傳遞給上層的應(yīng)用程序。4.2系統(tǒng)總體組成DTS-2000系統(tǒng)由以下四個部分組成硬件平臺：機(jī)柜系統(tǒng)（核心層）軟件平臺：應(yīng)用軟件（數(shù)據(jù)應(yīng)用層）傳感器：傳感光纜（傳感器層）聯(lián)動系統(tǒng)層5解決方案5.1監(jiān)控范圍和系統(tǒng)配置5.1.1監(jiān)測范圍線型光纖感溫火災(zāi)探測器用于監(jiān)測電纜溝道、豎井、橋架、主變、公用變、高廠變、輔機(jī)油系統(tǒng)、鍋爐本體燃燒器，磨煤機(jī)潤滑油箱、輸煤皮帶、轉(zhuǎn)運(yùn)站、原煤倉、油罐等處。5.1.2系統(tǒng)配置：1、在主廠房集控室布置1臺上位機(jī)監(jiān)控PC機(jī)（集中顯示端）。2、針對各個分區(qū)域設(shè)置主機(jī)，如圖：區(qū)域一、區(qū)域二、區(qū)域N、區(qū)域N+1、區(qū)域X。3、所有主機(jī)可以通過交換機(jī)或者廠內(nèi)局域網(wǎng)將報警信息傳輸?shù)郊酗@示端。4、局域網(wǎng)內(nèi)所有用戶的PC均可通過局域網(wǎng)上服務(wù)器查詢被測區(qū)域的報警信息。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：4、光纖測溫主機(jī)通過報警輸出單元上的繼電器端口把報警信號傳送給火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。5.1.3解決方案特點(diǎn)1、實時在線監(jiān)測：24小時在線監(jiān)測，超溫預(yù)報警，真正實現(xiàn)無人值守；2、準(zhǔn)確測溫：光纖測溫精度高、反應(yīng)快，可以準(zhǔn)確掌握電纜溫度的變化情況，打破感溫電纜只報警、不測溫的落后局面；3、快速反應(yīng)：系統(tǒng)可隨時反映全廠的電纜溫度，實時捕捉火情，迅速發(fā)出報警；4、報警設(shè)置：可按實際需要設(shè)置三級或多級報警溫度，并輔助溫升速率異常報警；5、分區(qū)靈活：可任意把被測區(qū)域劃分成若干個區(qū)域并分別設(shè)置報警溫度，實現(xiàn)人性化管理。6、消防聯(lián)動：系統(tǒng)可將火災(zāi)報警信號通過繼電器干接點(diǎn)輸入消防報警系統(tǒng)，實現(xiàn)消防聯(lián)運(yùn)；7、數(shù)據(jù)共享：系統(tǒng)可以與廠內(nèi)MIS網(wǎng)連接，在網(wǎng)內(nèi)任意一臺電腦上均可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；8、本質(zhì)安全：從現(xiàn)場到控制室的傳輸線路全部以石英為工作介質(zhì)，本質(zhì)絕緣、抗電磁微波干擾，耐腐蝕、耐老化；9、高壓隔離：光纖是非?？煽康慕^緣物質(zhì)，可以起到很好的隔離作用，避免將現(xiàn)場的高電壓引入控制室；10、結(jié)構(gòu)簡單：整個系統(tǒng)由測溫主機(jī)和感溫光纖兩大部分組成，沒有繁多的中間環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)換部件，大大降低了出現(xiàn)故障的機(jī)率以及日后的維護(hù)費(fèi)用；5.2.敷設(shè)方案5.2.1電纜隧道分布式光纖敷設(shè)方案 電纜隧隧道內(nèi)電纜橋架分為兩側(cè)。每側(cè)X層橋架。建議采用下列光纜敷設(shè)方式：每層橋架敷設(shè)一根光纜在電纜隧道頂部敷設(shè)一根光纜5.2.2電纜橋架分布式光纜敷設(shè)方案每層橋架敷設(shè)一根光纜5.2.3重要建筑溫度監(jiān)控系統(tǒng)感溫光纜應(yīng)安裝在距離地面不高于8m，距離墻壁、梁邊應(yīng)小于6m、大于50~100mm，光纜之間距離不應(yīng)大于12m。探測區(qū)域按實際防火分區(qū)設(shè)置5.2.4輸煤系統(tǒng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)5.3感溫光纖敷設(shè)方式5.3.1大于110kV電纜橋架電纜測溫光纜敷設(shè)類型DTS技術(shù)的核心問題是要提高測溫精度，測溫光纜的安裝方式對溫度測量的精度也有著直接影響。測溫光纜的安裝方法通常有兩種，一種是表貼式（外置式），另一種是內(nèi)絞合式，以電纜線路中使用的三芯電纜為例，示意圖如圖所示。內(nèi)絞合測溫光纜雖然能夠?qū)ω?fù)載的變化做出非?？斓捻憫?yīng)，精度極高，但由于其成本太高，故在實際應(yīng)用中多采用表貼式（外置式）測溫光纜。5.3.2表貼式（外置式）光纜的敷設(shè)固定方式光纜的敷設(shè)，用光纜固定件（絕緣扎帶）固定，使光纜與電纜的外表面緊密結(jié)合，關(guān)鍵部位使用導(dǎo)熱硅膠粘合，敷設(shè)及實物圖如下圖所示。也可采用跳線方式，即光纜直接跳過電纜接頭，并在此處留出3倍電纜接頭長度的光纜，然后光纜繼續(xù)向前敷設(shè)。留出的光纜以雙股形式，纏繞于電纜接頭處。冶金行業(yè)和電廠多為工業(yè)用電電纜，動力電纜即高壓電纜占據(jù)其中一部分，同時電纜敷設(shè)通道多為電纜隧道、電纜夾層、電纜廊道。并且都為橋架。電纜隧道、電纜夾層、電纜廊道中感溫光纖應(yīng)設(shè)置在隧道或夾層頂部墻壁懸吊敷設(shè)，距離頂部應(yīng)為（50～100）mm。電纜橋架中感溫光纖宜在中央位置懸空敷設(shè)。電纜豎井中感溫光纖宜緊貼豎井側(cè)壁敷設(shè)。對于110KV及以上的高壓電纜，感溫光纜宜在每根電纜表面采用緊貼捆綁敷設(shè)方式。電纜接頭處感溫光纖的設(shè)置應(yīng)將感溫光纖盤繞成環(huán)，貼附與電纜接頭處。環(huán)的彎曲半徑應(yīng)不小于光纖外徑的20倍5.3.3普通動力感溫光纜安裝在電纜橋架上時，宜以正弦波方式鋪設(shè)于所有被保護(hù)的動力電纜或控制電纜的外護(hù)套上面，盡可能采用接觸安裝。具體安裝方法參照下圖，固定卡具選用阻燃塑料卡具。此時，鋪設(shè)感溫光纜的總長度按下列公式確定：感溫光纜的長度=托架長×倍率系數(shù)倍率系數(shù)按下表選定：托架寬（米）倍率系數(shù)5感溫光纜以正弦波方式鋪設(shè)在動力電纜上時，其固定卡具的數(shù)目計算方法如下：固定卡具數(shù)目=正弦波半波個數(shù)×2+15.3.4普通動力電纜橋架感溫光纜敷設(shè)方式二感溫光纜安裝在電纜橋架上時，宜以直線方式鋪設(shè)于所有被保護(hù)的動力電纜或控制電纜的外護(hù)套上面，盡可能采用接觸安裝。具體安裝方法參照下圖，固定卡具選用阻燃塑料卡具。5.2.5電纜隧道感溫光纖的安裝感溫光纜在電纜隧道中安裝，主要分為兩個部分：感溫光纖在電纜隧道中橋架的敷設(shè)；若被測電纜為大于110KV的高壓電纜，則在第三、五層直線敷設(shè)一根鎧裝感溫光纜，同時在接頭的位置需重點(diǎn)敷設(shè)。若被測電纜為鋼廠常用的動力電纜，則光纜在橋架上敷設(shè)時采用S型敷設(shè)的方式進(jìn)行敷設(shè)，敷設(shè)系數(shù)：感溫光纜的長度=托架長×倍率系數(shù)倍率系數(shù)按下表選定：托架寬（米）倍率系數(shù)5感溫光纜以正弦波方式鋪設(shè)在動力電纜上時，其固定卡具的數(shù)目計算方法如下：固定卡具數(shù)目=正弦波半波個數(shù)×2+1感溫光纖在電纜隧道敷設(shè)；5.4.光纜敷設(shè)固定的技術(shù)規(guī)范測溫光纜的固定外置式測溫光纜采用每路電纜布置一條光纜的方式，測溫光纜固定在三相電纜溫度相對最高的一相上，在電纜中間接頭及終端部位采用跨越布置的方式，依次固定在三相電纜終端及中間接頭上，之后測溫光纜再回復(fù)到原來所在相電纜上。測溫光纜采用雙環(huán)形纏繞方式固定在電纜終端及中間接頭處，保證測溫光纜與電纜終端及中間接頭緊密接觸，雙環(huán)形纏繞光纜展開長度分別為5米、10米。對于已經(jīng)接好的電纜接頭，光纖沿接頭繞行（以提高溫度測量和定位測量的精度）。接頭處光纖選用直徑為3毫米的絕緣護(hù)套普通光纖（不宜采用金屬鎧裝光纖），確保設(shè)備的絕緣水平。用導(dǎo)熱硅膠或其他絕緣材料進(jìn)行固定。對于尚未連接的電纜中間連接處，光纖可直接敷設(shè)在電纜的金屬部位，光纖選用直徑為3光纖光纜接頭盒、終端保護(hù)盒具備高防水密封性能，光纖光纜接頭盒綁扎固定在電纜側(cè)面，不得放置在地面或支架上。在電纜終端及中間接頭處測溫光纜上掛設(shè)鋁質(zhì)標(biāo)牌（40mm×40mm），標(biāo)識測溫光纜起止點(diǎn)變電站站名、開關(guān)號、測溫光纜距起點(diǎn)長度，分區(qū)號等信息。每條測溫光纜只與一條被測電纜緊密粘合，避免與其它電纜或物體接觸。測溫光纜要求延一條直線與電纜粘合，避免纏繞（電纜接頭處除外）。在電纜接頭處，進(jìn)行適當(dāng)纏繞，以便DTS系統(tǒng)對接頭處進(jìn)行多點(diǎn)重復(fù)測量，提高電纜接頭處測量的溫度精度。光纜敷設(shè)時要求每米使用不少于3個光纜固定件（絕緣扎帶）加以固定，確保光纜與電纜粘合的牢固性。施工時應(yīng)最大限度的減少光纜的接續(xù)次數(shù)。光纖的接續(xù)、熔接或機(jī)械連接，其最大光衰減不得超過0.3dB。應(yīng)按照ANSI/EIA/TIA-455-34標(biāo)準(zhǔn)方法(工廠測試)或ANSI/EIA/TIA-455-59標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)場測試)。光纖的接續(xù)、熔接或機(jī)械連接，其最小回?fù)p為20dB。應(yīng)按照ANSI/EIA/TIA455-107標(biāo)準(zhǔn)測試。5.5.報警分區(qū)敷設(shè)按照報警分區(qū)分開敷設(shè)，每個分區(qū)互不影響，每個分區(qū)的光纜敷設(shè)完后再敷設(shè)下一個報警分區(qū)。

6軟件平臺在電纜測溫的應(yīng)用方面，DTS-2000的軟件平臺包括以下部分：溫度監(jiān)控軟件：用來實現(xiàn)溫度的計算、報警、顯示等功能6.1溫度監(jiān)控軟件溫度警報模式：異常溫度變化警報。觸發(fā)警報的事件分為以下2種類型：超溫警報（高、低溫）；溫差警報；警報功能和設(shè)置：用戶可以定制警報參數(shù)和警報模式，上面提到的警報模式可以單獨(dú)或組合使用；系統(tǒng)設(shè)備警報：除了監(jiān)視激光強(qiáng)度和監(jiān)測光纖健康狀態(tài)之外，系統(tǒng)還能夠自我診斷和測試，并在設(shè)備發(fā)生異常時發(fā)出警報，包括光纖損壞警報、裝置異常警報等等，并將任何警報事件傳送至電力監(jiān)控系統(tǒng)；警報音響與確認(rèn)：當(dāng)警報發(fā)生時，應(yīng)用軟件將發(fā)出音響，待使用者確認(rèn)后，音響才停止。警報信息將被自動存作歷史資料。警報信息將按順序顯示，不會被覆蓋或取消，并記錄警報是否已被確認(rèn)。警報音響可定制。分區(qū)溫度監(jiān)測：可根據(jù)電纜的鋪設(shè)環(huán)境的不同，將溫度監(jiān)測按照電纜長度劃分若干區(qū)域，每一區(qū)域都可設(shè)定獨(dú)立的警報參數(shù)，以實現(xiàn)對電纜進(jìn)行分區(qū)監(jiān)測。曲線圖：系統(tǒng)具有溫度曲線圖顯示功能，可以顯示實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)。趨勢圖將提供以下功能：某時段電纜不同位置的溫度分布曲線；某天電纜某點(diǎn)的溫度變化曲線；某時段電纜某點(diǎn)的溫度變化曲線；某天最高溫度變化曲線；以時間，長度（距離），溫度為坐標(biāo)軸的曲線圖。設(shè)備輪廓溫度圖：可對重要設(shè)備進(jìn)行坐標(biāo)設(shè)定（需要特殊的布線方式），以顯示設(shè)備的輪廓，根據(jù)坐標(biāo)就可定位熱點(diǎn)在設(shè)備的位置，并可顯示每一坐標(biāo)溫度變化曲線。校準(zhǔn)：可設(shè)定校準(zhǔn)參數(shù)，DTS系統(tǒng)可根據(jù)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)；DTS系統(tǒng)也可實現(xiàn)自動校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)的傳輸和存儲6.2監(jiān)測軟件系統(tǒng)特點(diǎn)本軟件為用戶提供一個簡便、實用、高效的工程平臺,可實現(xiàn)用戶的各種監(jiān)測功能。監(jiān)測軟件系統(tǒng)的特點(diǎn)：實用性組態(tài)范圍極其廣闊,從數(shù)據(jù)庫組態(tài)到工況圖形組態(tài)到報表組態(tài),都可方便地實現(xiàn)。通過組態(tài)工作,絕大多數(shù)過程監(jiān)測場合的方案及功能需求都可實現(xiàn)。高效性該軟件采用了國際上先進(jìn)的組態(tài)思想,，在工況圖形和報表的生成過程中,采用所見即所得方式,直接描繪出所需的報表及圖形形態(tài)。方便性該軟件為基于MS-Windows界面,用戶可利用鼠標(biāo),通過菜單操作,對話框的使用、窗口操作、工具箱操作、圖符的拾取等標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作方式,操作極為方便。本軟件的界面為全漢字提示，方便中國用戶。6.3軟件系統(tǒng)功能框圖溫度分析溫度分析結(jié)果輸出選項配置算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集參數(shù)輸入結(jié)果輸出選項配置算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集參數(shù)輸入DTS-2000系統(tǒng)軟件主要是由以下幾個功能模塊組成：參數(shù)輸入：輸入相關(guān)硬件參數(shù)，用于系統(tǒng)校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)采集：接收硬件采集的數(shù)據(jù)，并剔除無效數(shù)據(jù)。算法實現(xiàn)：對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和整合。選項配置：用戶可自定義一些選項，以達(dá)到用戶的使用要求。結(jié)果輸出：對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成相關(guān)圖表，呈現(xiàn)給用戶或其它系統(tǒng)。溫度分析：自動顯示溫度異常點(diǎn)，并發(fā)出警報信息。軟件界面（可根據(jù)客戶要求定制）6.4電纜測溫溫度報警設(shè)置最大溫度報警和溫升速率報警，具體值為，最大溫度報警值為80度，溫升速率值為7度/分鐘。（根據(jù)現(xiàn)場情況可進(jìn)行修改）6.5系統(tǒng)軟件可靠性措施1．系統(tǒng)的可靠性中，軟件占很大的比例，因為軟件故障，特別是系統(tǒng)死機(jī)帶來的危害是最大的，因此我們所采用的系統(tǒng)軟件，整個開發(fā)過程按正向設(shè)計進(jìn)行。實時多任務(wù)操作系統(tǒng)自行設(shè)計和編寫，確保整個系統(tǒng)中沒有不清楚的部分。資源分配留出很大裕度。整個軟件經(jīng)過嚴(yán)格測試，確保系統(tǒng)不死機(jī)，不出故障。對所有接口關(guān)系嚴(yán)格定義，且均設(shè)立非法進(jìn)入和退出的處理措施。2．系統(tǒng)迅速排除故障所采取的措施系統(tǒng)本身是可修復(fù)性系統(tǒng)，工作環(huán)境惡劣，且長期的不停機(jī)運(yùn)行，因此，故障是難免的。這就要求在設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)盡量減少修復(fù)時間，以保證系統(tǒng)故障影響最小?！锉鞠到y(tǒng)具有非常強(qiáng)的自診斷能力。所有模件均周期性地進(jìn)行自診斷。

7系統(tǒng)性能指標(biāo)溫度分辨率：0.5定位精度：1m系統(tǒng)響應(yīng)時間：≤20s溫度測量范圍：-40℃～200測溫主機(jī)工作溫度：-10℃～80℃光纜測溫工作距離：≤12km報警溫度設(shè)定范圍：65℃～95℃不間斷電源維持時間：≥8h

8設(shè)備清單序號設(shè)備名稱規(guī)格型號廠家單位數(shù)量備注1分布式光纖測溫主機(jī)DTS-2000，6KM，2FPI臺11總探測距離12感溫光纖DTS-2000-FFPI米128000抗拉抗壓型鎧裝光纜，含所需附件，比理論需要量多500米3報警輸出單元48路FPI套11跟光纖測溫主機(jī)配套4光纖感溫火災(zāi)探測器管理系統(tǒng)軟件V1.004FPI套115系統(tǒng)工作站PC機(jī)+21寸液晶顯示器+打印機(jī)DELL套116光纖轉(zhuǎn)換器1光口，2電口FPI臺117監(jiān)控機(jī)柜2200*800*600（高x寬x深）FPI臺11安裝在集控室和輸煤控制室8系統(tǒng)輔材網(wǎng)線，連接線、酒精、無塵紙、扎帶等FPI批119集中顯示端帶服務(wù)器FPI套1安裝在醒目位置

9標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)9.1產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T21197-2007線型光纖感溫火災(zāi)探測器產(chǎn)品標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)志符合GB/T191-2000包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志的規(guī)定。產(chǎn)品包裝標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包裝符合GB/T15464-1994儀器儀表包裝通用技術(shù)條件的規(guī)定。激光源標(biāo)準(zhǔn)及等級標(biāo)準(zhǔn)激光源的安全標(biāo)準(zhǔn)符合：符合EN60825－1標(biāo)準(zhǔn)。激光源等級為：3A光纜標(biāo)準(zhǔn)外置式測溫光纜符合：EN18700，IEC60754，IEC60332-1，IEC60332-3C，IEC61034-1，IEC61034-2，IEC60754-2的標(biāo)準(zhǔn)。光