1、综述

电缆在各种基础设施建设中（例如：机房、楼宇配电室）充当着重要能源输送角色。它无处不在，由于分布广，又易燃，着火后又具有串延性，所以由于电缆工作温度异常而发生的火灾应引起我们各级管理者的足够重视。

近年来，厂矿企业、变电站、计算机房等诸多用电设施环境因为电缆着火引起的火灾事故频繁发生。据不完全统汁，全国近十年来发生因电缆着火蔓延成灾的重大事故逾百起，累计烧毁电缆32万多米，恢复重建工作耗资大，费时长，数据损毁，造成不可估量的损失。电缆火灾事故还有其特殊的危害，那就是控制回路失效造成事故扩大，甚至损坏主设备，而且修复困难，长时间不能恢复生产。

DCT-8000电缆层电缆沟集中监控系统产品开发指导思想：通过对以往电气火灾发生的机理分析发现，因电缆电流过荷或电缆接头接触不良而异常发热到最后发生火灾，它是一个渐变过程。所以，为做到对用电环境全天候监测，我们必须从早期防范开始，那么，最有效的技术手段就是从供电电缆测温入手，直接切入事件的关键点，通过监测电缆工作温度是否异常来警示整个用电系统环境是否处于安全状态。

2、现场情况

现场有#1，#2两个配电室，距离700米，需要在线监测配电室电缆夹层和两个配电室之间电缆沟内电缆温度。

光纤测温主机屏柜安放在#1配电室3楼，配置为4通道，其中两个通道用于#2配电室电缆夹层和电缆沟电缆温度监测，一个通道监测#1配电室电缆夹层电缆温度。

#1配电室一层电缆夹层有三排，每排三层，每排长度大约45米，二层电缆线槽有四排，每排一层，需要测温光缆约1000米。

#1配电室经电缆沟到#2配电室和电缆夹层到需要测温光缆两条，每条约2000米。

3、方案设计

3.1系统简介

可恢复式线型光纤差定温火灾探测器DCT-8000是一款连续分布式光纤温度传感系统（DTS），它利用光时域反射（OTDR）技术和拉曼（Raman）散射效应测量沿光纤分布的温度变化。该系统中光纤既是传输介质，又是传感器，激光脉冲沿光纤向前传输，激光与光纤介质相互作用，产生极为微弱的背向拉曼散射光（温度敏感的anti-stokes光和温度不敏感的stokes光），经波分复用器分离后由高灵敏光电探测器所探测，再经高速信号采集和微弱信号处理，得到背向散射信号光的光强比值和返回时间，从而实时获得温度分布信息。分布式光纤温度传感系统作为线型火灾探测器，具有测量距离长、无测量盲区、实时测量等优点，在电力、交通隧道、地铁、石化、大坝等领域均有应用。

山东正瑞电子有限公司的DCT-8000集光、机、电、计算机和微弱信号检测等高新技术为一体，采用光电测量技术和光纤技术，产品具有测量精度高、测量时间短、测量距离长等特点，可满足客户的不同应用需求。DCT-8000具有定温、差温、温升等多种报警算法，可提供声、光、图像和继电器报警方式，同时提供丰富的标准接口方便与火灾报警控制器和其它消防设备相连，具备良好的兼容性和扩展性。

n DCT-8000系统图

测量原理

DCT-8000同时实现温度测量和空间定位功能，其中温度测量利用光纤自发拉曼（Raman）散射效应，空间定位基于散射信号的回波时间（OTDR技术）。DCT-8000的系统结构示意图如图1-2所示。高速驱动电路驱动激光器发出一窄脉宽激光脉冲，激光脉冲经波分复用器后沿传感光纤向前传输，激光脉冲与光纤分子相互作用，产生多种微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，产生温度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和温度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，两者的波长不一样，经波分复用器分离后由高灵敏的探测器所探测。光纤中的Anti-Stokes光强受外界温度调制，Anti-Stokes与Stokes的光强比值准确反映了温度信息；不同位置的拉曼散射信号返回探测器的时间是不一样的，通过测量该回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置；结合高速信号采集与数据处理技术，可准确、快速地获得整根传感光纤的温度分布信息。

n DTS系统结构示意图

DCT-8000利用分布式光纤测温技术可获得传感光纤上每一点的温度信息，并在用户软件界面上实时显示，如图所示。

n DTS 温度分布曲线图

系统特点及功能

l 实时性：DTS分布测温系统对待测区域的温度进行7×24小时的实时监控，及时发现并定位过热点，做到早期预警。

l 分布式：DTS系统为分布式测温，连续监测，可根据现场情况任意设定报警值。实时显示待测范围内任意点的温度变化。

l 先进性：DTS光缆分布式温度测量系统是电缆温度在线监测的最有效的手段，在国外已经取代传统的线性感温材料，在技术上已非常成熟完善；通过采用不同的外护套材料，探测光缆可以适应各种环境；区域长度设定、报警值设定及系统校定均可采用Windows 2000及以上版本软件来完成。

l 准确性：DTS系统温度分辨率可以达到0.1℃，温度精度可以达到1℃；终端机内的激光发射装置每秒钟会发射上万次的光脉冲，并将取样温度的平均值输出到显示系统，基本消除误差。

l 灵活性：DTS监测系统的监测是连续的，可设置多级定温报警，如30℃初报警，40℃预报警，50℃采取措施等，并且可以根据现场环境情况进行修正；为避免误报发生，在设定定温报警的同时，还可以设定温升速率报警，或定温和差温结合报警。报警控制区可编程，并可按照用户的要求进行分区，可针对环境变化最多可设置500个不同报警控制区域。

l 扩展性：DTS系统可以对多路光纤进行同时测量，根据实际需要，有1、2、4或8路可以选择。

l 兼容性：DTS系统可以通过以太网网口、RS232接口，向终端用户控制系统（如平板PC）提供分区、温度及报警信息。

l 安全性：DTS系统具备内部数据记录功能，可储存一年的历史数据，并可把存储的数据调（恢复）出来；远程控制和诊断，可通过网络接口进行远程控制和诊断；如果光纤受损，DTS系统可以即时定位受损点，并通过光纤熔接机对其进行熔接，这对于有效的实施在线监测是非常重要的；探测光缆本征安全，采用光信号,不会与动力电缆之间产生相互电磁干扰。

l 完整性：DTS分布式温度测量系统可以根据现场环境要求采用回路配置-即光缆的两端均连接到DTS主机上。回路设计采用“双端”数据处理（即如果出现断路，可从回路两端同时进行单端测量），因此光缆上单点受损并不影响DTS系统在回路两端采集数据的能力，也不会引起任何性能损失，如响应时间，区域定位及温度分辨率将保持不变