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1、分布式光纤线型感温火灾探测系统电缆监测预警方案北京诺可电子科技发展有限公司2016年6月目录一、 应用分析3.二、分布式光纤线型感温火灾监测系统的特点 3三、分布式光纤线型感温火灾监测系统的技术原理 53.1技术原理5.3.2模块组成6.3.3系统构成 6.3.4技术性能7.四、系统方案设计&4.1感温光缆&4.2系统设计104.3监测方案 1.14.4传感光纤的铺设安装144.5系统功能指标1.64.6设备清单1.7五、系统验收175.1系统性能验收1.75.2现场模拟火灾报警性能验收 1.8六、售后服务186.1技术支持186.2培训内容196.3售后服务19、应用分析判断电缆运行是否正常
2、，温度是最重要也是最基本的物理量。通过对电缆、 电缆接头、电缆终端等进行温度监测，可以预测或及时发现电缆可能或正在发生 的故障，有效地防止电缆事故的发生。电缆的火灾通常有两种，即内部火源和外部火源。内部火源主要是指电缆传输电流过载、 电缆接头处阻抗大、绝缘皮老化或电 缆本身局放等原因，致使电缆表面产生温升，电缆绝缘层和保护层产生阴燃，并 伴随大热量、可燃气体的产生，随着温度进一步上升即产生烟雾， 从而发展为火 灾。外部火源是指电缆所处环境或电缆夹层内其他火源及外部各种火源。外部火源可使电缆表层着火，同时产生大量的热和烟。对于普通电缆，一般情况下护套材料在温度150C以上开始释放一定量的可 燃气
3、体，此时并不产生烟雾；温度在 270 r范围内会大量释放可燃气体和烟雾， 内含有毒气体。温度高于270C时处于极不稳定期，随时可能燃烧，对于自燃来 讲可能温度要达到近390C才会燃烧，但对于由于外界火源造成的灾害，在存在 大量可燃气体的情况下即会燃烧。对于阻燃或难燃这一类电缆仍然会发生电缆延燃火灾。与普通电缆不同的是自燃起火温度值提高到了 480C, 190C以上开始产生一定量可燃气体，但无烟 雾产生；到270 C产生大量可燃气体。因此，电缆故障首先会产生大量的热量，而分布式光纤线型感温火灾探测系 统就是通过实时监测周围环境热量的变化， 从而在事故发生的初期就可以准确判 断是否电缆有异常，做到
4、防患于未然。二、分布式光纤线型感温火灾监测系统的特点 对温度实时，分布式监测整根光纤既是信号传输的载体，又是温度探测器，连续分布式的实时测量沿 光缆的所有温度信息，无测量盲区，误报和漏报率大大降低完全沿着光纤的测量：10km光纤=20,000 传感器 报警方式灵活分布式光纤线型感温火灾监测系统可以实现多通道的定温和差温报警， 并可 配置图形化监控软件，实时显示各分区的定温，差温等检测数据，并可设定各种 探测数据的报警阈值、温升速率，保证实现早期可靠的报警。 精确定位、测量可靠提供精确的火灾报警位置，可显示全部监测范围或局部的温度， 并可显示全 部的温度分布曲线，灵敏度高，动态测量范围宽。 安装
5、简单、便于维护系统安装非常简便，信号传输和探测用一根光缆，安装至现场仅需将探测光 缆固定即可完成安装工作。在光缆损伤的地方可以熔接修复。光缆可有余长保留， 也可不受限制的切割成工程所需长度。 长期安全特性光缆具有较高的耐用性，寿命可达 30年，适合在恶劣环境中工作，光纤采用无点传输信号，光信号工作，本质防燃防爆，不受雷击和电磁干扰影响。 良好的兼容性系统集成方便，可通过标准接口与外部其他设备进行通讯， 可以方便得与消 防控制系统联网。 自检功能设备具有自检测功能，可以实时监测自身运行状况，当光缆发生故障时，可 以在系统中清晰指示出断电的具体位置，有利于系统的故障监测与迅速维修。 远程监控管理能
6、够进行历史温度数据对比，可以显示任意区间段内历史温度数据变化趋势， 并且能够将测量数据实时上传到云端服务器，用户通过网络可查看光缆温度的实 时数据和历史数据，实现远程管理。三、分布式光纤线型感温火灾监测系统的技术原理3.1技术原理分布式光纤线型感温火灾监测系统原理图如下图所示。分布式温度测量基于 自发拉曼(Raman散射效应。大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后，激 光与光纤分子相互作用，产生极其微弱的背向散射光，散射光有三个波长，分别 是瑞利(Rayleigh )、反斯托克斯(Anti-stokes )和斯托克斯(Stokes)光；其 中反斯托克斯温度敏感，为信号光；斯托克斯温度不敏感，
7、为参考光。从传感光 纤背向散射的信号光经再次经过波分复用模块 WF隔离瑞利散射光，透过温度 敏感的反斯托克斯信号光和温度不敏感的斯托克斯参考光，并且由探测器(APD接收，根据两者的光强比值可计算出温度。而位置的确定是基于光时域反射 OTDR 技术，利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光3.2模块组成如图3.2所示，分布式光纤线型感温火灾监测系统主要包括：脉冲光源、拉曼波分复用模块、探测模块、数据采集与处理模块。图3.2分布式测温系统功能结构图系统软件对输入信号进行精确解调，测量结果与高精度的ptioo精密温度传 感器进行对比，温度精度小于 1C。软件对测量光纤上所有位
8、置的温度进行快速 的图形化显示，支持多种格式的输出数据。对任意点的温度超过报警阈值或温升 速率过高都可以进行火灾报警，并可以显示指定时间段内的温度变化趋势。3.3系统构成测温光缆直接连接至分布式光纤线型感温火灾监测系统主机， 主机可通过标 准接口与外部其他火灾报警设备进行通讯， 也可与其他消防控制系统联网。多台 设备可以通过网络交换机进行灵活组网。图3.4分布式光纤线型感温火灾监测系统结构图3.4技术性能目前市场上常见的电缆在线监测手段主要是光纤分布式测温系统。分布式光纤线型感温火灾监测系统用于解调电缆上铺设的光缆传输至主机的光信号，将光信号解调为实际的温度值，得到电缆的温度分布曲线。可以实时
9、监测电缆的温度， 获得温度的实际变化，对于温度异常的高点和温升速率过高的区域能够及时报警。根据线型感温火灾探测器 GB/16280-2014,由于感温电缆等探测器技术 是一种电信号检测技术，电信号本身存在，有可能成为外部火源，故不适用于易 燃易爆的特殊危险场合。分布式光纤测温DTS是近几年迅速发展起来的新一代光纤测温技术，属于连 续分布式无电检测技术，技术成熟、先进，并且成本逐渐下降，目前已广泛应用 于交通隧道、地铁、电力电缆、输煤皮带、油气井等领域。相对于其他测温系统，具备如下主要优点：(1) 光缆即为传感器，可靠性高，定位精度高：光缆本身就是温度传感器，光缆既发挥了感温探测器的作用又充当着
10、信号传输的重要角色，“传” “感”合一；由于无需安装额外的的传感元件， 传感光缆中间没有熔接点，光纤本征安全 防爆防雷，并可以完全杜绝电磁干扰影响，可靠性高；事故定位精度高，其探测 区域最小可达1m(2) 连续分布式测量，自由设置探测区域，可实现差 /定温报警:DTS属于 连续分布式测量，可以获得传感光缆沿线每一个点的温度， 温度信息丰富，无测 量盲区；监测区域的设置可以通过软件在光缆全长内自由设置， 并且基于连续温 度分析，可以实现区域报警方式；对每个分区都可以设置不同的定温、 差温报警 参数，保证实现早期和可靠的报警。(3) 系统集成方便：系统配置图形化监控软件，所有设置都可以通过软件 进
11、行，直观易用；系统集成方便，控制器提供干接点输入输出至火灾报警系统， 支持开放的通讯接口，易于实现控制器一级的系统集成。(4) 系统安装简便，后期运维工作量小：信号传输和探测用一根光缆，安装至现场仅需将探测光缆固定即可轻松完成安装工作；光缆耐用性设计优异，探测光缆的寿命可长达30年，对环境影响如温度，压力和湿度波动有抵抗力，同样也适用于较多灰尘和含有腐蚀性物质的空气中； 测量主机的核心器件(如光源、 分光器等)均采用通信级器件，设计寿命 10万个小时(大于10年)，并且主机 内置温度标定单元以及故障自检模块，测温稳定、可靠。四、系统方案设计本方案采用分布式光纤线型感温火灾监测系统，利用感温光纤
12、对电缆进行火灾安全检测。本系统具有实时显示电缆任意检测点温度，并能进行差/定温两级声光报警，自检功能可以实时监测自身运行情况并输出故障报警声光信号，测温主机可将温度信号和声光报警信号传入消防报警控制系统，并与消防报警控制系 统计算机联网进行电缆监控。4.1感温光缆光纤由石英玻璃拉制而成，通过各种封装形成各种特性的光缆。 光缆既是信 号传输介质，又是温度感测元件。考虑到现场的恶劣环境，感温光缆可使用铠装、 耐高温，采用最高等级的多模/单模光纤纤芯。根据实际应用场合配置相应光纤 紧套包层，并增加不锈钢保护管和抗拉钢丝网等铠装层保护光纤不受损害，具备良好的抗啮咬、抗震特性。外护套提供良好的温度传导性
13、能，以保证快速的火灾 探测，并为高性能的阻燃材料，可以适应恶劣的施工条件和工作环境。芥锈钢丝绞Tmun字 裸弋纤Ewe Optical Fiber 不擁钢管EST图4.1探测光缆结构示意图探测光缆技术指标：? 光纤纤芯直径:? 光纤包层直径:? 金属护套材料:62.5 卩 m125 卩 m使其在安装时操作更为不锈钢丝绞合不锈钢管,简便并且提高机械稳定性和热辐射的灵敏性，防水防潮性能良好。最小弯曲半径：80mm防护等级级别： IP67拉伸强度：安装过程中最大200N;使用过程中最大150N工作温度范围：-40 C到+90C（根据测量温度可选不同光缆）光缆丄作寿命：大于30年防冲击、反复弯曲、扭转
14、、曲绕、弯折、卷绕、渗水性能等均符合IEC794-1 标准。輩ft比蚌LSZHjr-通用铠装感温光缆防静电铠装感温光缆高温铠装测温光缆4.2系统设计1. 系统设计宗旨根据国家标准线型光纤感温火灾探测器GB/T21197-2009，本方案设计遵循如下宗旨：（1）新增分布式光纤线型感温火灾监测系统，提高火灾探测系统的可靠性；（2）分布式光纤线型感温火灾监测系统的安装设计需要考虑多重备份，包 括传感光缆的备份、测量主机的备份，这样一旦光缆以及测量主机出现故障时， 不会影响任何电缆的实时监测；（3） 分布式光纤线型感温火灾监测系统的用户软件应操作简便、 简单明了， 所有电缆的温度（火情）能在一个软件界
15、面上显示出来， 具有形象直观的可视化 界面。2. 系统设计目标分布式光纤线型感温火灾监测系统能将电缆的实时温度显示出来， 及时发现 过热点，一旦检测到所测量环境温度值或温升速率超过设定阈值时， 系统自动报 警，并通过以太网或者继电器将实时报警信号送到监控室以及火灾报警主机， 便 于值班人员处理以及消防联动。设计目标包括：? 实时在线的温度检测；? 准确定位电缆事故位置，显示事故时的温度状态；? 通过辅助软件将分布式光纤线型感温火灾系统所探测到电缆实时在线的 表面温度转换成电缆运行的载流量，为客户确定电缆的载流量提供历史 依据，并最大限度的提高电缆的使用寿命；? 对电缆的老化状态进行检测；? 将报警信号传送至监控室，供值班人员处理或者火灾报警控制系统应急、 联动控制。3. 系统设计规范系统依据国家相关规范进行设计，所选用设备满足国家相关产品标准。 本技 术方案参考的国家标准和行业规范包括：中华人民共和国消防法建筑设计防火规范GB50016-2006火灾自动报警系统设计规范 GB5
