【摘 要】煤矿提升系统在安全生产中位置十分重要，机电设备较多，运行电流大，时间长及温度高是普遍存在现象，特别多处在强电磁场中，高压开关的在线监测，高压变压器绕组、电动机定子、主要轴承等地方的温度和位移等参数的实时检测都要求绝缘性能好，体积小。传统方法是采用人为巡查用红外测温仪，或者点式感温装置如热电偶及热敏电阻式等方式进行测量，存在测量不不能全方位覆盖，安装维护不方便，易损坏及布线复杂，抗干扰能力差，不能实现实时性和预测分析等功能，容易造成因温度过高造成掉电、停机，甚至发生机电事故等现象。
　　【关键词】光纤光栅；测温；在线监测；技术应用
　　光纤光栅在线温度监测系统具有绝缘度高、不受电磁环境影响、适合远距离、高质量信号传输，测量精度高等优点，特别适合煤矿复杂环境、点多面广、高电压、强磁场的环境使用，因此从根本上解决了传统测温设备的缺陷，为电力设备的安全运行提供可靠的技术保障。就KBW-90系列矿用光纤温度在线监测系统在淮北矿业集团孙疃煤矿副井提升系统的应进行介绍。
　　一、系统介绍
　　KBW-90系列矿用光纤温度在线监测系统采用国际先进的光纤光栅温度传感技术，具有耐高压、不受电磁干扰、本质安全、长期可靠、易扩展等特点，对室外及地下电缆接头等监测点的温度进行实时在线监测，能实时显示当前温度，通过软件数据分析预测电缆头的故障趋势和温度变化率分析，历史数据保存与分析，异常数据保存与分析，当温度超限时能及时告警，并准确提供电缆的故障部位。
　　应用范围：提升机电机定子、导向轮轴承、滚筒轴承温度监测；开关柜内触点温度监测；主变线连接头温度监测；电缆馈线终端头温度监测；电缆中间接头温度监测。
　　工作原理：宽带大功率泵浦激光器输出的宽带光经光缆传输最后到达高灵敏光纤温度传感器，不同波长的光经光栅反射后返回高精度光谱分析仪解调模块解调出波长，后经智能光电转换系统变成数字信号到达PC机通过软件进行信号处理将波长和温度显示出来。当温度变化时，光栅将发生变化从而波长也发生变化，由于在一定范围内温度和波长成线性关系，根据波长的变化就可以得出变化后的温度。
　　二、系统组成及性能指标
　　（一）光纤多点温度在线监测系统包含如下组件：1、矿用光纤温度调制解调仪。包括：高精度光谱分析仪模块、多通道光路开关模块、宽带大功率泵浦激光器、报警输出模块等。2、温度监测软件。包括：温度数据监测模块、报警控制模块。3、温度传感器。4、光信道转换系统。包括：多路光转换开关。5、报警系统。包括：声光报警、手机短信报警。6、其他组件。包括：标准机柜、工控机、显示器等。
　　（二）系统特点：1、安全性高：整个系统的信号处理和控制单元处于远离工作区域的控制室，传感器对温度信号的采集在无电（本身不带电）的情况下进行，本征更安全；2、精确度高：采用光纤光栅温度传感器，典型精度±1℃；3、容量大：温度测量系统最大可以接入32路传感器，每路可串联12个测点，单台设备最大可以完成384个温度测点；4、方便定位：通过软件关联技术，能够快速定位测点的区域或者具体物理位置；5、实时在线测量：系统采用的光源使用寿命长（20年以上），能够满足实时在线、全天候监测的需要；6、快速响应：系统响应时间不超过60秒，确保事故能够得到及时处理；7、简单直观：在温度测量系统的显示屏上可以直接看到各被测点的温度情况，在设定温度告警门限后，系统自动提供声光报警；8、布设方便：可以根据工程需要，灵活调整传感器的布设位置；9、良好的兼容性：通过各种通讯接口（串口、网口等），可以实现与外部系统的良好结合，提高系统之间的数据交换速度；10、使用寿命长：在正常工作情况下能安全运行20以上年。
　　（三）系统软件功能：1、显示功能：立体流程画面的显示功能；具有多种类型图表、系统图、曲线图，用户界面更加直观；2、分析功能：历史趋势显示，对未来趋势进行评估，提供检修参考信息；3、报警功能：根据实际情况设定不同地点的定温及差温预警值、火警值、报警级别及地理位置名称；系统可设置声音报警功能；4、打印功能：可以进行各种报表的打印；5、上传功能：实时温度数据网络上传，轻松实现无人值守；6、自检功能：系统中某一个传感器出现故障，能够通过软件甄别出故障传感器；7、表格定制：用户可定制各种表格：实时数据表、历史数据及统计报表、设备参数表、报警一览表、常用数据表、目录表、备忘录等。
　　三、实施方案
　　该系统方案针对孙疃煤矿提升机系统及其供电系统温度进行监测，在主控制室内安装1台高精度光纤光栅信号解调仪，对提升机及其供电系统测温点的温度、温升信息进行分析，预警报告。
　　（一）对提升机系统的温度监测。由于提升机系统原有的热电偶式温度传感器出现测量不准等状况，所以主要是对已有监测点进行升级改造，用新型光纤光栅温度传感器取代原有的热电偶式传感器，其中导向轮设4个监测点；电机定子四周均匀布设6个监测点；滚筒轴承设2个监测点，共计12个点。这样既保证了测温精度，也便于在控制室内对提升机及其供电系统进行集中监控。
　　（二）对提升机供电系统温度监测设计。其中动力变压器两台，每台设6个测点；励磁变压器两台，每台设9个测点；整流变压器两台，每台设9个测点；快开装置两台，每台设4个测点；电抗器两台，每台设4个测点；对1#进线开关柜、1号动力变压器开关柜、1号整流变压器开关柜、2#进线开关柜、2号整流变压器开关柜、2号动力变压器开关柜、励磁柜进行监测，每面柜子设6个测点；另根据现场情况及矿上工作人员的要求对已经或易发热点进行监测，其中直流电机主、从调速柜，各设2个测点，切换柜设6个测点，一楼高压室环境温度1个测点。共计117个测点。实际监测点位，可根据用户需求进行调整。
　　（三）温度传感器的安装：1、确定温度测点具体位置；2、对测点位置进行沙纸去尘处理，使测点位置平整、清洁，满足传感器安装要求；3、将测温传感器底部涂上耐高温胶；4、将测温传感器固定在测表面上；5、记录安装时的温度和检测点传感器波长；
　　（四）传感器与主机系统的连接。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。焊接完成后将焊点进行热缩保护，并将所焊接的点盘绕到光缆接续盒内将接续盒固定在机柜内。分别将各通道转接线头上做上号码管，易识别。
　　（五）数据上传。最后与监控主机进行数据上传连接调试。