分布式感溫光纖在大功率發射機上的應用

侯玉芬

摘 要：相較于傳統傳感器，感溫光纖傳感器具有抗電磁干擾和耐高溫等優勢，能夠用于進行大功率發射機的溫度變化監測。所以，基于這種認識，文章文在分析分布式感溫光纖的應用形式和優勢的基礎上，對分布式感溫光纖在大功率發射機上的應用問題展開探討，從而為關注這一話題的人提供參考。

關鍵詞：分布式感溫光纖；大功率發射機；應用

在現實生活中，大多數電臺的發射機功率較大，一旦出現故障問題，就會導致電臺工作受到較大的影響。而利用分布式感溫光纖對發射機的溫度進行實時在線監測，則能有效預防設備故障的發生。因此，有必要對分布式感溫光纖在大功率發射機上的應用問題展開探討，從而更好地促進電臺設備管理的自動化發展。

1 分布式感溫光纖的應用形式和優勢

1.1 分布式感溫光纖的應用形式

就目前來看，分布式感溫光纖都是作為分布式光纖感溫系統的一部分使用。作為一種全新的溫度探測報警系統，該系統利用了光纖內部的光散射特性，通過將高功率光源輸送至光纖進行激光脈沖的傳播。在光源從光纖一端射入后，會沿著光纖向前傳播。在這一過程中，如果脈沖與光纖內部的分子發生彈性或非彈性碰撞，脈沖的每一點就都會發生反射。而在這些反射中，有小部分反射光方向將與入射光方向相反。由于這些反射光的強度與光線中的反射點溫度有關，所以可以通過測試反射光強度進行反射點溫度的計算[ 1 ]。就目前來看，分布式光纖感溫系統都是由采集部分、信號處理部分和分布式感溫光纖組成。利用系統采集模塊，可以對光纖中的反射光進行檢測。而利用信號處理模塊，則能將反射光強度轉化成電信號，從而利用計算機完成反射點溫度的計算。在現實生活中，可以利用該系統了解光纖所處環境的溫度特點，所以能夠為環境溫度的控制提供相應的數據依據。

1.2 分布式感溫光纖的應用優勢

從應用優勢上來看，分布式感溫光纖具有良好的電絕緣性能，所以相對來講比較安全。而由于其具有這一特性，所以可以在易燃、易爆、空間受限和具有強烈電磁干擾的環境中使用該類光纖傳感器，從而實現設備的防雷防爆，并且確保設備應用無靜電火花。其次，應用分布式光纖感溫系統，可以實現分布式測量和實時監測。所以，利用該系統能夠沿著探測光纜得到連續的傳感信息，從而實現對被監測對象的實時在線監測[2]。再者，分布式光纖感溫系統具有較強的抗電磁干擾能力。因為，相較于其他傳感器，光纖傳感器的工作頻率較高，甚至比微波和射頻等干擾源的頻率要高，所以能夠使系統具有極好的抗輻射性能。此外，分布式光纖感溫系統具有較寬的工作頻帶，并且具有較大的動態范圍。而感溫光纖更是以石英玻璃為材料，所以具有良好的低損耗性，可以在遙測遙控中得到應用。

2 分布式感溫光纖在大功率發射機上的應用

2.1 在預防發射機故障上的應用

在故障診斷方面，溫度監測信息十分重要。因為，設備環境變化將主要依靠溫度表現。隨著溫度的升高，設備元器件性能會直接受到影響。而在溫度升高到一定程度后，設備元器件將會直接損壞，設備也將出現老化和壽命降低等問題。大多數元器件都有溫度極限，在超出這一極限后，元器件的物理性能將會發生變化。而在額定溫度條件下，如果元器件的工作時間過長，也會發生相應的故障。在大功率發射機中，則存在大量對溫度敏感的元器件。所以，大功率發射機核心部件的溫度監測十分重要[ 3 ]。同時，大功率設備的連接點故障將隨著溫度的變化而惡化，所以也需要對這些連接點溫度變化進行實時監測，從而及早發現設備的潛在故障。以陶瓷真空電容器故障為例，由于陶瓷真空電容器具有穩定性好、品質高和受環境影響較小的優勢，所以在大功率發射機上得到了廣泛的應用。而分析發射機陶瓷電容器故障可以發現，電容器件普遍出現擊穿和漏氣等現象[4]。之所以會出現這種故障，主要就是因為真空電器件在系統溫度上升的過程中遭到了破壞。因此，使用分布式感溫光纖對大功率發射機溫度變化進行監測，能有效預防該種故障的發生。

2.2 在監測發射機溫度變化上的應用

應用分布式感溫光纖進行大功率發射機的溫度變化監測，可以實現對處于工作狀態的發射機的多點、在線分布監測。同時，利用該技術也能夠對發射機核心部件進行實時監測。具體來講，就是需要將光纖鋪設在需要監測的真空電容磁環和變壓器等設備上，然后利用分布式光纖測溫系統對發射機核心元器件的溫度進行監測。而根據監測記錄，設備維護人員將能夠對大功率發射機的工作狀態進行實時分析和預測，所以能夠確保發射機的穩定和安全運行。根據系統數據顯示，如果發射機的元器件出現了溫度不斷升高和溫度過高的問題，維護人員就可以進行溫度異常部分的處理。在電臺的實際工作中，通常需要進行機房多部發射機的檢測。為達成這一目的，可以使用本地人工機控系統的多個通道，并且使這些通道監控對應發射機的溫度。如果使用分布式光纖感溫系統監測的內容過多，也可以使用多個本地系統，從而實現對發射機的統一管理。

2.3 在監測射頻機箱電容溫度上的應用

針對射頻機箱的電容器件的擊穿和漏氣現象，設備維護人員可以在發射機狀態調諧的過程中利用分布式光纖感溫系統進行調諧電容溫度的不定時了解。通過開展該種監測工作，可以為發射機的調機工作提供一定的幫助。而在這一過中，感溫光纖不僅僅是信號載體，同時也是系統的溫度傳感器。在鋪裝光纖的過程中，需要進行光纖的準確定位。而由于光纖具有較強的抗干擾能力，所以能夠直接將其連接在機箱上，并且將其固定在電容磁環上。在監測電容溫度的過程中，需要在器件陶瓷磁環上進行光纖抱箍。而檢測出的溫度可以使槽路的傳輸效率得到準確反映，所以能夠使維護人員準確了解發射機的工作狀態。考慮到發射機的元器件所處的工作環境屬于高溫、高頻和高壓環境的問題，還需要確保光纖具有足夠的機械強度和絕緣性。所以，在安裝光纖的過程中，需要先將光纖纏繞在磁環上，然后將其繞成直徑較大的線圈，并且利用扎帶進行光纖圈兩端的捆綁。其次，考慮到光纖容易被設備隔斷或損傷的問題，需要做好光纖安裝路線的設計，從而避免光纖對設備的維修產生影響[5]。最后，需要做好光纖彎曲圓弧直徑的控制，并且做好光纖接頭的處理，從而確保光纖測量的準確度。

2.4 在監測發射機變壓器和電纜接頭上的應用

使用盤式貼敷安裝方案，可以將光纖安裝到變壓器三相繞組線圈的芯柱上，從而利用感溫光纖對發射機調制變壓器的溫度進行監測。在安裝的過程中，需要盡量使其靠近變壓器內芯，并且避免在散熱風機能夠吹到的區域安裝光纖。同時，也需要確保光纖的安裝強度，從而避免因變壓器震動而導致光纖脫落。為了提高感溫光纖監測數據的準確性，還要將多余的光纖安裝到測量的區域。而通過采取這種措施，也能夠幫助維護人員及時了解變壓器高溫故障的所處位置。此外，發射機的電纜主要需要進行電能的輸送，所以其高壓開關柜將長期處在運行狀態[6]。如果電纜接觸不良，就會導致超負荷電流的產生，繼而導致設備出現高溫發熱問題。因此，還可以將感溫光纖繞在電纜接頭上，從而利用感溫光纖進行電纜接頭溫度的監測。

3 結語

總而言之，應用分布式感溫光纖可以對大功率發射機及其關鍵元器件的溫度變化進行實時監測，所以能夠有效預防設備故障的發生，并且為設備的維護提供有效依據。因此，在使用大功率發射機的過程中，設備維護人員應該加強分布式感溫光纖的運用，從而更好地為設備安全運行提供保障。

[參考文獻]

[1]潘迅.分布式喇曼光纖溫度傳感器在大功率發射機上的應用[J].電子世界，2014（8）：87-88.

[2]吳志勇.分布式光纖溫度傳感器在廣播電視天饋系統監測中的應用設計[J].廣播與電視技術，2013（9）：106，108-109.

[3]李圣普，王小輝，劉建粉.分布式光纖測溫在動力電纜溫度監測中的應用[J].計算機與數字工程，2012（11）：99-101.

[4]張春陽.分布式光纖測溫系統在電力電纜在線監測中的應用[J].江蘇電機工程，2014（4）：56-58，62.

[5]黃毅，楊軍志，張文利.光纖測溫技術在IDC機房的應用研究[J].智能建筑與城市信息，2015（2）：90-96.

[6]丁達華.光纖放大器技術在光纖傳輸中的應用[J].中國新通信，2014（9）：6-7.

The Application of Distributed Temperature Sensing Optical Fiber in High Power Transmitter

Hou Yufen

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television Five Six Four， Beijing 102434， China）

Abstract： Compared with traditional sensors， temperature fiber sensor resistance to electromagnetic interference and high temperature resistance and other advantages， can be used in high-power transmitter temperature monitoring. So， based on this understanding， the article on the analysis of the application form and the advantages of distributed temperature sensing optical fiber， on the basis of the distributed temperature sensing optical fiber applications in high power emission on issues discussed， so as to provide reference for those who pay attention to the topic. Key words： distributed temperature sensing optical fiber； high-power transmitter； application