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摘要：文章通过对电力调度大楼电缆井内电缆和电缆沟内进行分布式光纤测温传感器和光纤光栅测温传感器的安装和铺设，实现对电缆本体温度和强弱电井内的环境温度的实时在线监测，并通过系统平台和APP应用软件将电缆或电缆井的温度实时展示和告警提示出来，当发生电缆温度过高等故障时进行多种方式的报警，并准确定位故障发生的具体位置，为预防事故的发生提供可靠的技术保障。
关键词：物联网;调度大楼;强弱电井;消防监控技术
1.强弱电井消防监控测温技术原理分析
1.1运用光纤分布式测温技术研究监测电缆的运行状态
分布式光纤测温的原理是依据后向喇曼（Raman）散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射。散射有多种，其中喇曼散射是由于光纖分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯（Stokes）光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯（Anti-Stokes）光。反斯托克斯光信号的强度与温度有关，斯托克斯光信号与温度无关。点的温度可以从光波导内点的反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例中得到。然后，利用光时域反射技术（OTDR）技术通过光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些热点进行定位。
电缆额定载流量的计算公式是国际电工委员会（IEC）于1982年制定的电缆额定载流量（100%负荷系统）计算标准IEC60287。在标准中，与电缆结构材料有关的参数（例绝缘、护套材料的热阻系数等）给出了代表性数值。电缆敷设现场的条件和状况要根据环境条件来决定，由于环境条件的变化，因此在标准中对与环境条件有关的参数及制造厂与用户之间需协商的参数等的取值不做规定。在实际载流量计算中，参数的确定难点在于各种不同敷设条件。
图1为在载流量计算时所用的热学模型，以及根据此电热学模型所得出的计算公式：
1.2基于光栅测温原理研究电缆井内环境温度的监测技术
光纤光栅温度传感器原理：
光纤光栅（FBG）做为一种反射式光纤滤波器件，通常采用紫外线干涉条纹照射一段10mm长的裸光纤，在纤芯产生折射率周期调制，在布拉格波长上，在光波导内传播的前向导模会耦合到后向反射模式，形成布拉格反射。对于特定的空间折射率调制周期（Λ）和纤芯折射率（neff ），布拉格波长为：
由式（1）可以看出： 与Λ的改变均会引起反射光波长的改变。因此，通过一定的封装设计，使能外界温度、应力和压力的变化导致 与Λ发生改变，即可使FBG达到对其敏感的目的。
2.技术方案的实施
2.1 电缆本体的温度的监测
由图2可看出，光纤分布式测温系统集光纤通讯、光纤传感、信号解调、报警控制等功能于一体，主要由分布式测温主机与感温光缆两部分组成。系统运行时，分布式主机通过激光源发射脉冲激光传输到感温光缆中，经过光波分复用装置，将产生的拉曼散射光耦合至光电探测模块，通过解调散射光，可以确定沿光纤温度场中每个温度采集点的位置及异常温度点、光纤故障点、断点的距离定位信息。
2.2 电缆井内环境温湿度的监测
在本系统中（如图3），光纤温湿度传感器通过光纤光栅解调仪进行解调。光纤光栅解调仪内部激光器发出的激光经过分路器传送至光纤温湿度传感器中，光纤光栅解调仪接收到反射光信号后，通过解调发射光的波长，就能获取温湿度信息。
2.3具体实施方法
2.3.1测温光缆的铺设
由于光缆怕压，怕折，所以敷设过程中应确保光缆不受到过大的拉力和压力;同时为保证光缆不进水，需要确保光缆护套不受伤，保证光缆不串相，不缠绕，应与电缆贴紧。
2.3.2测温光缆与电缆的固定
通常“品字型”和“一字型”做为地下电缆沟内光缆的两种敷设方式，“品字型”电缆一般使用专用光缆固定模块放置在电缆夹缝中，然后在其表面裹上绝缘橡胶并固定包扎好。相对于“品字型”，“一字型”放置电缆较为简单，只需要固定在侧面即可。两种敷设方式都每1米捆扎一次，采用塑料捆扎带固定，这样使光缆与电缆能够有良好的接触，以达到提高测温的精度。
2.3.3 电缆接头的处理
为测得高精度温度，在电缆中间接头处采用双环形缠绕（展开长度为10米）方式固定，目的是为了测温光缆与电缆终端头及中间接头能够良好接触，并在有效的距离内采集更多的温度监测点，使测温效果得到提高。
2.3.4测温光缆与主机系统的连接
首先利用测量仪光时域反射仪（OTDR）对敷设好的光缆进行监测判断中间是否有断裂处。然后对焊点进行热缩保护，并将焊点盘绕到光缆接续盒内固定好。
为便于识别，要在六通道转接线头上分别做好标号，再对整个测温系统进行开机调试，观察通道温度数据及光信号的质量是否正常，如果正常再根据实际现场情况进行测温分区。
2.3.5系统的整体运行与数据上传
首先对整个安装系统进行漏洞检查，确认没有漏洞问题后再整体试运行，然后连接监控主机进行数据上传调式。
3.结束语
物联网的电缆井环境在线监测系统可为智能电网提供一个可以有效响应动态负荷需求、高度可靠的输配电物质环境。特别是实时、动态的分析电缆承载负荷能力，使电缆资产的利用效率得到有效的提高;通过在线状态监测，能够降低故障风险与运行成本，为电缆温度实时监测提供技术保障，因此，该技术值得推广应用。
参考文献：
[1] 《火力发电厂与变电所设计防火规范》 （GB50229-96）.
[2] 《工业企业调度电话和会议电话工程设计规范》（CECS36：91）.
关键词：物联网;调度大楼;强弱电井;消防监控技术
1.强弱电井消防监控测温技术原理分析
1.1运用光纤分布式测温技术研究监测电缆的运行状态
分布式光纤测温的原理是依据后向喇曼（Raman）散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射。散射有多种，其中喇曼散射是由于光纖分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯（Stokes）光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯（Anti-Stokes）光。反斯托克斯光信号的强度与温度有关，斯托克斯光信号与温度无关。点的温度可以从光波导内点的反斯托克斯光信号和斯托克斯光信号强度的比例中得到。然后，利用光时域反射技术（OTDR）技术通过光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些热点进行定位。
电缆额定载流量的计算公式是国际电工委员会（IEC）于1982年制定的电缆额定载流量（100%负荷系统）计算标准IEC60287。在标准中，与电缆结构材料有关的参数（例绝缘、护套材料的热阻系数等）给出了代表性数值。电缆敷设现场的条件和状况要根据环境条件来决定，由于环境条件的变化，因此在标准中对与环境条件有关的参数及制造厂与用户之间需协商的参数等的取值不做规定。在实际载流量计算中，参数的确定难点在于各种不同敷设条件。
图1为在载流量计算时所用的热学模型，以及根据此电热学模型所得出的计算公式：
1.2基于光栅测温原理研究电缆井内环境温度的监测技术
光纤光栅温度传感器原理：
光纤光栅（FBG）做为一种反射式光纤滤波器件，通常采用紫外线干涉条纹照射一段10mm长的裸光纤，在纤芯产生折射率周期调制，在布拉格波长上，在光波导内传播的前向导模会耦合到后向反射模式，形成布拉格反射。对于特定的空间折射率调制周期（Λ）和纤芯折射率（neff ），布拉格波长为：
由式（1）可以看出： 与Λ的改变均会引起反射光波长的改变。因此，通过一定的封装设计，使能外界温度、应力和压力的变化导致 与Λ发生改变，即可使FBG达到对其敏感的目的。
2.技术方案的实施
2.1 电缆本体的温度的监测
由图2可看出，光纤分布式测温系统集光纤通讯、光纤传感、信号解调、报警控制等功能于一体，主要由分布式测温主机与感温光缆两部分组成。系统运行时，分布式主机通过激光源发射脉冲激光传输到感温光缆中，经过光波分复用装置，将产生的拉曼散射光耦合至光电探测模块，通过解调散射光，可以确定沿光纤温度场中每个温度采集点的位置及异常温度点、光纤故障点、断点的距离定位信息。
2.2 电缆井内环境温湿度的监测
在本系统中（如图3），光纤温湿度传感器通过光纤光栅解调仪进行解调。光纤光栅解调仪内部激光器发出的激光经过分路器传送至光纤温湿度传感器中，光纤光栅解调仪接收到反射光信号后，通过解调发射光的波长，就能获取温湿度信息。
2.3具体实施方法
2.3.1测温光缆的铺设
由于光缆怕压，怕折，所以敷设过程中应确保光缆不受到过大的拉力和压力;同时为保证光缆不进水，需要确保光缆护套不受伤，保证光缆不串相，不缠绕，应与电缆贴紧。
2.3.2测温光缆与电缆的固定
通常“品字型”和“一字型”做为地下电缆沟内光缆的两种敷设方式，“品字型”电缆一般使用专用光缆固定模块放置在电缆夹缝中，然后在其表面裹上绝缘橡胶并固定包扎好。相对于“品字型”，“一字型”放置电缆较为简单，只需要固定在侧面即可。两种敷设方式都每1米捆扎一次，采用塑料捆扎带固定，这样使光缆与电缆能够有良好的接触，以达到提高测温的精度。
2.3.3 电缆接头的处理
为测得高精度温度，在电缆中间接头处采用双环形缠绕（展开长度为10米）方式固定，目的是为了测温光缆与电缆终端头及中间接头能够良好接触，并在有效的距离内采集更多的温度监测点，使测温效果得到提高。
2.3.4测温光缆与主机系统的连接
首先利用测量仪光时域反射仪（OTDR）对敷设好的光缆进行监测判断中间是否有断裂处。然后对焊点进行热缩保护，并将焊点盘绕到光缆接续盒内固定好。
为便于识别，要在六通道转接线头上分别做好标号，再对整个测温系统进行开机调试，观察通道温度数据及光信号的质量是否正常，如果正常再根据实际现场情况进行测温分区。
2.3.5系统的整体运行与数据上传
首先对整个安装系统进行漏洞检查，确认没有漏洞问题后再整体试运行，然后连接监控主机进行数据上传调式。
3.结束语
物联网的电缆井环境在线监测系统可为智能电网提供一个可以有效响应动态负荷需求、高度可靠的输配电物质环境。特别是实时、动态的分析电缆承载负荷能力，使电缆资产的利用效率得到有效的提高;通过在线状态监测，能够降低故障风险与运行成本，为电缆温度实时监测提供技术保障，因此，该技术值得推广应用。
参考文献：
[1] 《火力发电厂与变电所设计防火规范》 （GB50229-96）.
[2] 《工业企业调度电话和会议电话工程设计规范》（CECS36：91）.