適用于高壓開關(guān)柜、箱變的局放在線監(jiān)測，采用超聲波地電波二合一傳感器、特高頻超聲波二合一傳感器、特高頻+超聲波地電波三合一監(jiān)測方式，精度高、定位準(zhǔn)。

       方案一：集中式監(jiān)測主機、超聲波地電波二合一局放傳感器、后臺系統(tǒng)；

       方案二：集中式監(jiān)測主機、特高頻超聲波二合一局放傳感器、后臺系統(tǒng)；

       方案三：集中式監(jiān)測主機、空間特高頻局放傳感器、超聲波地電波二合一傳感器、后臺系統(tǒng)。

分布式光纖測溫是目前新興的接觸式測溫手段，具有體積小、重量輕、無源檢測、防電磁干擾、阻燃防爆、易于遠(yuǎn)程監(jiān)測等優(yōu)點。

分布式光纖測溫是利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質(zhì)，探測出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化，實現(xiàn)分布式的測量。位置測量一般方式 ：發(fā)射光與反射光的時差 * 介質(zhì)中光速 /2。

常規(guī)光纖測溫方法主要基于拉曼散射中反斯托克斯光和斯托克斯光的強度之比與溫度關(guān)系的等式，簡單地說就是由激光發(fā)射器發(fā)出的光后，會在介質(zhì)里產(chǎn)生散射光，背散射光經(jīng)過波長征別模塊，得到斯托克斯光和反斯托克斯光，由光電探測器得出光強值，采樣轉(zhuǎn)換后按照拉曼散射公式計算出被測點位置和溫度。有效減小了溫度測量的相對誤差，應(yīng)用于光纖測溫領(lǐng)域里，顯著提高了分布式光纖測溫的精確度和靈活性。

光學(xué)零件，又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用，如透鏡、棱鏡、反射鏡等。

另外還有一些在光學(xué)系統(tǒng)中起特殊作用（如分光、傳像、濾波等）的零件，如分劃板、濾光片、光柵用以光學(xué)纖維件等。全息透鏡、梯度折射率透鏡、二元光學(xué)元件等，是一二十年來出現(xiàn)的新型光學(xué)零件。

應(yīng)用光學(xué)：

由于光學(xué)由許多與物理學(xué)緊密聯(lián)系的分支學(xué)科組成，具有廣泛的應(yīng)用，所以還有一系列應(yīng)用背景較強的分支學(xué)科也屬于光學(xué)范圍。

如有關(guān)電磁輻射物理量測量的光度學(xué)和輻射度學(xué)；以正常平均人眼為接收器來研究電磁輻射所引起的彩色視覺及其心理物理量的測量的色度學(xué)；以及眾多的技術(shù)光學(xué)諸如光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及光學(xué)儀器理論，光學(xué)制造和光學(xué)測試及干涉量度學(xué)、薄膜光學(xué)、纖維光學(xué)和集成光學(xué)等。

還有與其他學(xué)科交叉的分支，如天文光學(xué)、海洋光學(xué)、遙感光學(xué)、大氣光學(xué)、生理光學(xué)及兵器光學(xué)等。

光學(xué)零件，又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用，如透鏡、棱鏡、反射鏡等。

又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用，如透鏡、棱鏡、反射鏡等。另外還有一些在光學(xué)系統(tǒng)中起特殊作用（如分光、傳像、濾波等）的零件，如分劃板、濾光片、光柵用以光學(xué)纖維件等。全息透鏡、梯度折射率透鏡、二元光學(xué)元件等，是一二十年來出現(xiàn)的新型光學(xué)零件。

分布式光纖測溫技術(shù)原理

光纖測溫的機理是依據(jù)后向拉曼(Raman) 散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用, 發(fā)生散射，散射有多種，如：瑞利(Rayleigh)散射、布里淵(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，它會產(chǎn)生一個比光源波長長的光，稱斯托克斯(Stokes)光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纖受外部溫度的調(diào)制使光纖中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光強發(fā)生變化，Anti-Stokes 與Stokes 的比值提供了溫度的指示，利用這一原理可以實現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。

分布式光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)采用高品質(zhì)的脈沖光源、光接收設(shè)備和高速的信號采集處理技術(shù)，就可以得到沿光纖所有點的準(zhǔn)確溫度值。目前性能好，技術(shù)的分布式光纖測溫預(yù)警系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對距離長10km；空間分辨率1m 的溫度進(jìn)行測量，也就是相當(dāng)于10,000 個測量點。

一、技術(shù)特征

（1）初代抗磨損膜技術(shù)

抗磨損膜始于20世紀(jì)70年代初，當(dāng)時認(rèn)為光學(xué)鏡片不易磨制是因為其硬度高，而有機鏡片則太軟所以容易磨損。因此將石英材料于真空條件下鍍在有機鏡片表面，形成一層非常硬的抗磨損膜，但由于其熱脹系數(shù)與片基材料的不匹配，很容易脫膜和膜層脆裂，因此抗磨損效果不理想。

（2）第二代抗磨損膜技術(shù)

20世紀(jì)80年代以后，研究人員從理論上發(fā)現(xiàn)磨損產(chǎn)生的機理不僅僅與硬度相關(guān)，膜層材料具有“硬度/形變”的雙重特性，即有些材料的硬度較高，但變形較小，而有些材料硬度較低，但變形較大。第二代的抗磨損膜技術(shù)就是通過浸泡工藝法在有機鏡片的表面鍍上一種硬度高且不易脆裂的材料。

（3）第三代抗磨損膜技術(shù)

第三代的抗磨損膜技術(shù)是20世紀(jì)90年代以后發(fā)展起來的，主要是為了解決有機鏡片鍍上減反射膜層后的抗磨性問題。由于有機鏡片片基的硬度和減反射膜層的硬度有很大的差別，新的理論認(rèn)為在兩者之間需要有一層抗磨損膜層，使鏡片在受到砂礫磨擦?xí)r能起緩沖作用，并而不容易產(chǎn)生劃痕。第三代抗磨損膜層材料的硬度介于減反射膜和鏡片片基的硬度之間，其磨擦系數(shù)低且不易脆裂。

（4）第四代抗磨損膜技術(shù)

第四代的抗膜技術(shù)是采用了硅原子，例如法國依視路公司的帝鍍斯（TITUS）加硬液中既含有有機基質(zhì)，又含有包括硅元素的無機超微粒物，使抗磨損膜具備韌性的同時又提高了硬度?，F(xiàn)代的鍍抗磨損膜技術(shù)主要的是采用浸泡法，即鏡片經(jīng)過多道清洗后，浸入加硬液中，一定時間后，以一定的速度提起。這一速度與加硬液的黏度有關(guān)，并對抗磨損膜層的厚度起決定作用。提起后在100°C左右的烘箱中聚合4－5小時，鍍層厚約3－5微米。

二、測試方法

判斷和測試抗磨損膜抗磨性的根本的方法是臨床使用，讓戴鏡者配戴一段時間，然后用顯微鏡觀察并比鏡片的磨損情況。當(dāng)然，這通常是在這一新技術(shù)正式推廣前所采用的方法，目前我們常用的較迅速、直觀的測試方法是：

（1）磨砂試驗

將鏡片置于盛有砂礫的宣傳品內(nèi)（規(guī)定了砂礫的粒度和硬度)，在一定的控制下作來回磨擦。結(jié)束后用霧度計測試鏡片磨擦前后的光線漫反射量，并且與標(biāo)準(zhǔn)鏡片作比較。

（2）鋼絲絨試驗

用一種規(guī)定的鋼絲絨，在一定的壓力和速度下，在鏡片表面上磨擦一琿的次數(shù)，然后用霧度計測試鏡片磨擦前后的光線漫反射量，并且與標(biāo)準(zhǔn)鏡片作比較。當(dāng)然，我們也可以手工操作，對二片鏡片用同樣的壓力磨擦同樣的次數(shù)，然后用肉眼觀察和比較。

上述兩種測試方法的結(jié)果與戴鏡者長期配戴的臨床結(jié)果比較接近。

（3）減反射膜和抗磨損膜的關(guān)系

鏡片表面的減反射膜層是一種非常薄的無機金屬氧化物材料（厚度低于1微米），硬且脆。當(dāng)鍍于光學(xué)鏡片上時，由于片基比較硬，砂礫在其上面劃過，膜層相對不容易產(chǎn)生劃痕；但是減反射膜鍍于有機鏡片上時，由于片基較軟，砂礫在膜層上劃過，膜層很容易產(chǎn)生劃痕。

光纖光柵傳感技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域

1) 電力電纜溫度監(jiān)測

電力電纜的在線實時溫度檢測，具有重大現(xiàn)實意義：

運行狀態(tài)監(jiān)測，有效監(jiān)測電纜在不同負(fù)載下的發(fā)熱狀態(tài)，積累歷史數(shù)據(jù)；

載流量分析，可以保證在不超過電纜的允許運行溫度的情況下 ，大的發(fā)揮電纜的傳輸能力，降低運行成本；

老化監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)電纜上的局部過熱點。及時采取降溫措施，延緩電纜老化速度；

實時故障監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)電纜運行過程中的外力破壞；

電纜溝內(nèi)火情監(jiān)測與報警；
 

2）高壓架空線的增客

在歐洲還廣泛應(yīng)用于高壓架空線的增容監(jiān)測。通過對關(guān)鍵跨的導(dǎo)線溫度監(jiān)測，提高整條架空線路的輸送容量。在法國里昂，巴黎等地具有成功實例。
 

3）發(fā)電廠，大型冶金企業(yè)電纜溝防火及火情監(jiān)測

電纜溝防火直接關(guān)系到發(fā)電機組的運行。根據(jù)電力事故分析，由于電纜故障引發(fā)的火災(zāi)事故占相當(dāng)大比例?；馂?zāi)一旦發(fā)生，會導(dǎo)致大面積電纜壞毀，機組被迫停機，造成重大直接 經(jīng)濟(jì)損失。實時溫度檢測可以提前警惕，以便時采用措施。

傳統(tǒng)的測溫方法是將某些點式溫度傳感器安裝在電纜溝的重要部位，用光纜進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)傳送，其優(yōu)點是比較經(jīng)濟(jì)，但存在安裝繁瑣，抗電磁干擾能力低，監(jiān)測不完整等缺點。
 

4）交通運輸領(lǐng)域的溫度檢測和火情監(jiān)測

如：高速公路隧道、過江隧道，地鐵、鐵路 、機場、船艙等防火，火情監(jiān)測。10個報警輸出，可同時啟動強制通風(fēng)，關(guān)閉火災(zāi)通道，通知醫(yī)療救援和指揮中心等。
 

5）重要區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控

如：發(fā)電廠電纜溝/橋架、電廠鍋爐、變電站設(shè)備、輸煤系統(tǒng)傳輸帶、計算機房、電視臺、通信機房、移動基站、控制機房、電線電纜通道等。

6）危險區(qū)域的溫度測量和監(jiān)控（設(shè)備簡單、無外加電源，受監(jiān)控的區(qū)域不帶電）

如：油罐、氣罐、煤倉、危險品倉庫等。

7）大面積、大范圍的溫度測溫和監(jiān)控

如：糧倉、冷庫、貨倉、造紙廠、酒廠、制藥廠、飲料廠、煙廠等。

8）壓力容器表面溫度測量和監(jiān)控

9）大型電力變壓器內(nèi)部溫度監(jiān)測

根據(jù)變壓器的溫度監(jiān)測要求布置光纜，光纜所到之處，溫度實時顯示。

光纖測溫系統(tǒng)能夠保證高壓開關(guān)柜穩(wěn)定的運行，常見的影響高壓開關(guān)柜可靠運行的因素較多，導(dǎo)電連接處的接觸不良是其中重要的因素之一。

由于電流流過產(chǎn)生熱量，所以幾乎所有的電氣故障都會導(dǎo)致故障點溫度進(jìn)變化。變電站開關(guān)柜的動靜觸頭、電纜接頭等連接處位置由于接觸不良而導(dǎo)致過熱是一種嚴(yán)重的事故隱患。近年來變電站均發(fā)生過類似的事故，輕者造成斷電，重則引發(fā)爆炸和火災(zāi)。

一般從開關(guān)柜接頭過熱開始到形成事故會有時間間隔，若能及早發(fā)現(xiàn)溫度異常并快速處理，將大大減少電氣事故發(fā)生率。通過分析研究，決定應(yīng)用高壓開關(guān)柜點式光纖在線測溫系統(tǒng)，通過在線監(jiān)視的方法，對電氣設(shè)備的運行溫度，尤其是敏感位置溫度進(jìn)行監(jiān)測，是故障預(yù)警和預(yù)防事故的重要手段，提前發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備接頭發(fā)熱的跡象，防止出現(xiàn)惡性事故

決定將點式光纖測溫系統(tǒng)應(yīng)用在電網(wǎng)高壓柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，實現(xiàn)對高壓柜內(nèi)部溫度監(jiān)測的全方面要求，提高變電站運行的可靠性，
110 kV變電站10 kV高壓開關(guān)柜為例具體說明。

光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)可以分為熒光光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)、分布式光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)、光纖光柵光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。

影響電力系統(tǒng)運行的因素眾多，其中一個重要且常見的因素是輸配電設(shè)備的發(fā)熱問題。由于輸配電設(shè)備大多采用封閉式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致散熱差，熱量逐步積累，設(shè)備局部溫度升高，危害設(shè)備的正常運行甚至減少設(shè)備的使用壽命。此外，許多輸配電設(shè)備在運行過程中，故障發(fā)生前溫度都會大幅上升，如果不能夠及時發(fā)現(xiàn)易造成重大的電氣事故。因此，對輸配電設(shè)備溫度進(jìn)行直觀、有效的監(jiān)測不僅關(guān)乎設(shè)備使用壽命，而且關(guān)乎電網(wǎng)的運行。

研究人員針對輸配電設(shè)備發(fā)熱故障特點提出了多種溫度指示技術(shù)，文中根據(jù)已有的研究成果將這些溫度指示技術(shù)總結(jié)歸納為紅外測溫技術(shù)、熱電偶傳感器技術(shù)、光纖光柵傳感器技術(shù)、聲表面波技術(shù)以及示溫變色材料技術(shù)。

隨著社會和科技的發(fā)展，金屬電解電積等精煉技術(shù)的不斷進(jìn)步，既要提高電解槽生產(chǎn)效率，又要保證電解產(chǎn)品的質(zhì)量。通常，電解、電積槽內(nèi)設(shè)置有陽極板和陰極板，再通過相應(yīng)的電解液正常循環(huán)，通過電流，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使得極板上沉積相應(yīng)的金屬。

為了保證電解、電積的效果，需要保持整個電解、電積槽體內(nèi)的電解液溫度盡量平衡穩(wěn)定，若槽內(nèi)某個位置的電解液溫度突然降低或升高，都會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。例如溫度太低，則可能產(chǎn)生結(jié)晶狀況，從而極大的影響電解、電積的正常運行。

現(xiàn)在技術(shù)當(dāng)中，通常的方式是由工人攜帶測溫儀器按一定的時間頻率，不間斷的去測量相應(yīng)位置或深度的電解液的溫度，但是這種測量方式效率低下，且人力成本太高。

也是一些方式是通過設(shè)置多個電子溫度傳感器來進(jìn)行溫度的采集，從而實現(xiàn)溫度監(jiān)測，但是傳統(tǒng)的電子溫度傳感器單價太高，而且電解槽當(dāng)中，需要測量溫度的點位非常多，需要數(shù)十到數(shù)百個電子溫度傳感器，鋪設(shè)成本太高。同時，由于電解槽當(dāng)中通常都是大電流工作，所以會產(chǎn)生非常強的磁場，而電子溫度傳感器則是非常精密的電子元件，受磁場的影響非常大，導(dǎo)致一直無法實現(xiàn)精確的溫度測量。

近年來，分布式光纖測溫系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，它是一種長距離實時測量感溫光纖周圍溫度場的分布式傳感器，該系統(tǒng)基于拉曼散射效應(yīng)和OTDR技術(shù)實現(xiàn)，在生活中起到極其重要的作用，避免了很多事故的發(fā)生。

分布式光纖測溫系統(tǒng)(以下稱DTS系統(tǒng))是一種基于OTDR和拉曼散射原理研制而成的溫度測量系統(tǒng)，其溫度傳感器是光纖(通常制作成光纜)。DTS利用光纖的拉曼效應(yīng)，即光
纖鋪設(shè)位置(空間)的溫度場調(diào)制了光纖中傳輸?shù)暮笙蚶⑸涔?，?jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號處理后就可解調(diào)出溫度場的實時溫度信息。DTS系統(tǒng)組成一般包括大功率脈沖激光光源，光纖波分復(fù)用耦合器，傳感光纜，光電探測器，信號放大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊及系統(tǒng)主機(PC機或工控機)。由于DTS是分布式的，即光纜連續(xù)地鋪設(shè)在需要監(jiān)測的現(xiàn)場，而且距離較長(通常是幾公里)，相比與其他測溫系統(tǒng)，DTS具有明顯的優(yōu)勢。該系統(tǒng)目前已廣泛應(yīng)用于各種隧道，電力，鋼鐵廠及礦場等需要火災(zāi)監(jiān)測的領(lǐng)域。

光纖溫度傳感器與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，具有很多優(yōu)點，如：光波不受電磁干擾影響；光纖工作頻率寬，動態(tài)范圍大，是一種低損耗傳輸線；光纖本身不帶電、體積小、質(zhì)量輕、易彎曲、抗輻射性能好。故光纖溫度傳感器特別適合于易燃、易爆、空間受嚴(yán)格限制及強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用，解決了傳統(tǒng)方法無法解決的測溫難題。

分布式光纖溫度傳感技術(shù)主要利用了光學(xué)非線性效應(yīng)中拉曼散射光信號的強度與溫度的相關(guān)性，通過對光纖不同位置處激發(fā)產(chǎn)生的拉曼散射光信號進(jìn)行探測與強度分析進(jìn)而實現(xiàn)光纖不同位置處溫度的測量。分布式光纖溫度傳感技術(shù)中的光纖即是傳感器也是信息傳輸媒介，該技術(shù)具有傳感器結(jié)構(gòu)靈活、分布連續(xù)、監(jiān)測距離長、工作溫度高等特點，因此在消防與火災(zāi)預(yù)警、油井勘測等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。