光纤分布式温度测量系统(DTS)在张河湾抽水蓄能电站上水库工程中的应用研究
2011-06-13张利军贡保臣郑庆尧刘占海
大坝与安全 2011年5期
关键词:系统
张利军,贡保臣,郑庆尧,刘占海
(1.北京勘测设计研究院,北京 100024;2.北京木联能工程科技有限公司,北京 100120;3.北京市大兴城镇建设开发集团有限公司,北京 102600)
0 概 述
张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉县测鱼镇附近的甘陶河干流上,电站总装机容量1 000 MW,装机4台,单机容量250 MW。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统及地面出线场、下水库拦河坝和拦排沙工程等组成,工程等级为一等。上水库位于下水库左岸的老爷庙山顶,采用开挖筑坝围库而成,主要包括堆石坝、库盆沥青混凝土防渗面板、排水系统、库岸基础处理等,采用沥青混凝土面板全库盆防渗,总防渗面积34.7万m2。设计采用背阴向阳的原则,在典型断面布置光纤测温系统进行面板温度和渗流定位监测[1]。
1 DTS系统结构和工作原理
DTS光纤分布式温度测量系统是在线监测最有效的手段,在国外已经取代传统的线性感温材料,在技术上已非常成熟完善。通过采用不同外护套材料的光缆,DTS监测系统可以适应各种环境,如采用合金材料外护套光缆可以在550℃高温下生存3 h以上。系统由DTS主机(含工控机)、加热装置、高强度耐高温专用综合光缆以及相关的保护装置和附件组成。
光纤测温的机理是依据后向拉曼(Raman)散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用,发生多种散射,如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动,它会产生一个比光源波长长的光——斯托克斯(Stokes)光和一个比光源波长短的光——反斯托克斯(Anti-Stokes)光。……
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