分布式感温光纤在大功率发射机上的应用

侯玉芬

摘 要：相较于传统传感器，感温光纤传感器具有抗电磁干扰和耐高温等优势，能够用于进行大功率发射机的温度变化监测。所以，基于这种认识，文章文在分析分布式感温光纤的应用形式和优势的基础上，对分布式感温光纤在大功率发射机上的应用问题展开探讨，从而为关注这一话题的人提供参考。

关键词：分布式感温光纤；大功率发射机；应用

在现实生活中，大多数电台的发射机功率较大，一旦出现故障问题，就会导致电台工作受到较大的影响。而利用分布式感温光纤对发射机的温度进行实时在线监测，则能有效预防设备故障的发生。因此，有必要对分布式感温光纤在大功率发射机上的应用问题展开探讨，从而更好地促进电台设备管理的自动化发展。

1 分布式感温光纤的应用形式和优势

1.1 分布式感温光纤的应用形式

就目前来看，分布式感温光纤都是作为分布式光纤感温系统的一部分使用。作为一种全新的温度探测报警系统，该系统利用了光纤内部的光散射特性，通过将高功率光源输送至光纤进行激光脉冲的传播。在光源从光纤一端射入后，会沿着光纤向前传播。在这一过程中，如果脉冲与光纤内部的分子发生弹性或非弹性碰撞，脉冲的每一点就都会发生反射。而在这些反射中，有小部分反射光方向将与入射光方向相反。由于这些反射光的强度与光线中的反射点温度有关，所以可以通过测试反射光强度进行反射点温度的计算[ 1 ]。就目前来看，分布式光纤感温系统都是由采集部分、信号处理部分和分布式感温光纤组成。利用系统采集模块，可以对光纤中的反射光进行检测。而利用信号处理模块，则能将反射光强度转化成电信号，从而利用计算机完成反射点温度的计算。在现实生活中，可以利用该系统了解光纤所处环境的温度特点，所以能够为环境温度的控制提供相应的数据依据。

1.2 分布式感温光纤的应用优势

从应用优势上来看，分布式感温光纤具有良好的电绝缘性能，所以相对来讲比较安全。而由于其具有这一特性，所以可以在易燃、易爆、空间受限和具有强烈电磁干扰的环境中使用该类光纤传感器，从而实现设备的防雷防爆，并且确保设备应用无静电火花。其次，应用分布式光纤感温系统，可以实现分布式测量和实时监测。所以，利用该系统能够沿着探测光缆得到连续的传感信息，从而实现对被监测对象的实时在线监测[2]。再者，分布式光纤感温系统具有较强的抗电磁干扰能力。因为，相较于其他传感器，光纤传感器的工作频率较高，甚至比微波和射频等干扰源的频率要高，所以能够使系统具有极好的抗辐射性能。此外，分布式光纤感温系统具有较宽的工作频带，并且具有较大的动态范围。而感温光纤更是以石英玻璃为材料，所以具有良好的低损耗性，可以在遥测遥控中得到应用。

2 分布式感温光纤在大功率发射机上的应用

2.1 在预防发射机故障上的应用

在故障诊断方面，温度监测信息十分重要。因为，设备环境变化将主要依靠温度表现。随着温度的升高，设备元器件性能会直接受到影响。而在温度升高到一定程度后，设备元器件将会直接损坏，设备也将出现老化和寿命降低等问题。大多数元器件都有温度极限，在超出这一极限后，元器件的物理性能将会发生变化。而在额定温度条件下，如果元器件的工作时间过长，也会发生相应的故障。在大功率发射机中，则存在大量对温度敏感的元器件。所以，大功率发射机核心部件的温度监测十分重要[ 3 ]。同时，大功率设备的连接点故障将随着温度的变化而恶化，所以也需要对这些连接点温度变化进行实时监测，从而及早发现设备的潜在故障。以陶瓷真空电容器故障为例，由于陶瓷真空电容器具有稳定性好、品质高和受环境影响较小的优势，所以在大功率发射机上得到了广泛的应用。而分析发射机陶瓷电容器故障可以发现，电容器件普遍出现击穿和漏气等现象[4]。之所以会出现这种故障，主要就是因为真空电器件在系统温度上升的过程中遭到了破坏。因此，使用分布式感温光纤对大功率发射机温度变化进行监测，能有效预防该种故障的发生。

2.2 在监测发射机温度变化上的应用

应用分布式感温光纤进行大功率发射机的温度变化监测，可以实现对处于工作状态的发射机的多点、在线分布监测。同时，利用该技术也能够对发射机核心部件进行实时监测。具体来讲，就是需要将光纤铺设在需要监测的真空电容磁环和变压器等设备上，然后利用分布式光纤测温系统对发射机核心元器件的温度进行监测。而根据监测记录，设备维护人员将能够对大功率发射机的工作状态进行实时分析和预测，所以能够确保发射机的稳定和安全运行。根据系统数据显示，如果发射机的元器件出现了温度不断升高和温度过高的问题，维护人员就可以进行温度异常部分的处理。在电台的实际工作中，通常需要进行机房多部发射机的检测。为达成这一目的，可以使用本地人工机控系统的多个通道，并且使这些通道監控对应发射机的温度。如果使用分布式光纤感温系统监测的内容过多，也可以使用多个本地系统，从而实现对发射机的统一管理。

2.3 在监测射频机箱电容温度上的应用

针对射频机箱的电容器件的击穿和漏气现象，设备维护人员可以在发射机状态调谐的过程中利用分布式光纤感温系统进行调谐电容温度的不定时了解。通过开展该种监测工作，可以为发射机的调机工作提供一定的帮助。而在这一过中，感温光纤不仅仅是信号载体，同时也是系统的温度传感器。在铺装光纤的过程中，需要进行光纤的准确定位。而由于光纤具有较强的抗干扰能力，所以能够直接将其连接在机箱上，并且将其固定在电容磁环上。在监测电容温度的过程中，需要在器件陶瓷磁环上进行光纤抱箍。而检测出的温度可以使槽路的传输效率得到准确反映，所以能够使维护人员准确了解发射机的工作状态。考虑到发射机的元器件所处的工作环境属于高温、高频和高压环境的问题，还需要确保光纤具有足够的机械强度和绝缘性。所以，在安装光纤的过程中，需要先将光纤缠绕在磁环上，然后将其绕成直径较大的线圈，并且利用扎带进行光纤圈两端的捆绑。其次，考虑到光纤容易被设备隔断或损伤的问题，需要做好光纤安装路线的设计，从而避免光纤对设备的维修产生影响[5]。最后，需要做好光纤弯曲圆弧直径的控制，并且做好光纤接头的处理，从而确保光纤测量的准确度。

2.4 在監测发射机变压器和电缆接头上的应用

使用盘式贴敷安装方案，可以将光纤安装到变压器三相绕组线圈的芯柱上，从而利用感温光纤对发射机调制变压器的温度进行监测。在安装的过程中，需要尽量使其靠近变压器内芯，并且避免在散热风机能够吹到的区域安装光纤。同时，也需要确保光纤的安装强度，从而避免因变压器震动而导致光纤脱落。为了提高感温光纤监测数据的准确性，还要将多余的光纤安装到测量的区域。而通过采取这种措施，也能够帮助维护人员及时了解变压器高温故障的所处位置。此外，发射机的电缆主要需要进行电能的输送，所以其高压开关柜将长期处在运行状态[6]。如果电缆接触不良，就会导致超负荷电流的产生，继而导致设备出现高温发热问题。因此，还可以将感温光纤绕在电缆接头上，从而利用感温光纤进行电缆接头温度的监测。

3 结语

总而言之，应用分布式感温光纤可以对大功率发射机及其关键元器件的温度变化进行实时监测，所以能够有效预防设备故障的发生，并且为设备的维护提供有效依据。因此，在使用大功率发射机的过程中，设备维护人员应该加强分布式感温光纤的运用，从而更好地为设备安全运行提供保障。

[参考文献]

[1]潘迅.分布式喇曼光纤温度传感器在大功率发射机上的应用[J].电子世界，2014（8）：87-88.

[2]吴志勇.分布式光纤温度传感器在广播电视天馈系统监测中的应用设计[J].广播与电视技术，2013（9）：106，108-109.

[3]李圣普，王小辉，刘建粉.分布式光纤测温在动力电缆温度监测中的应用[J].计算机与数字工程，2012（11）：99-101.

[4]张春阳.分布式光纤测温系统在电力电缆在线监测中的应用[J].江苏电机工程，2014（4）：56-58，62.

[5]黄毅，杨军志，张文利.光纤测温技术在IDC机房的应用研究[J].智能建筑与城市信息，2015（2）：90-96.

[6]丁达华.光纤放大器技术在光纤传输中的应用[J].中国新通信，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