分布式光纖測溫應(yīng)用鋰電池倉庫和公路隧道火災(zāi)報警

公路隧道為什么要進行溫度監(jiān)控和火災(zāi)預(yù)警報警監(jiān)測

隨著我國高速公路網(wǎng)的不斷完善,新建的高速公路逐步向崇山峻嶺地區(qū)邁進,導(dǎo)致公路隧道的建設(shè)規(guī)模越來越大。隨著高速公路隧道所面臨的圍巖類型、地形地貌等條件越來越復(fù)雜,且長隧道、特長隧道所占比例越來越高,高速公路隧道安全運營面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的幾率增大。在隧道運營過程中,若不能對隧道火災(zāi)進行實時有效的監(jiān)測,一旦發(fā)生火災(zāi),不能及時撲滅、救援,將導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,針對運營隧道火災(zāi)監(jiān)測中一系列的技術(shù)問題開展深入系統(tǒng)的研究工作,是我國公路隧道運營方面的重大課題。 分布式光纖溫度傳感器是先進的溫度傳感器,利用拉曼散射效應(yīng)和OTDR技術(shù)實現(xiàn)對敏感光纖所處溫度場的分布式測量,具有靈敏度高、抗電磁干擾、本質(zhì)安全、重量輕、壽命長、可靠性高等優(yōu)點,可以廣泛應(yīng)用于電力電纜、地鐵隧道、煤礦巷道、石油儲罐、大型建筑結(jié)構(gòu)的溫度監(jiān)控和火災(zāi)報警。

目前,在公路隧道火災(zāi)監(jiān)測方面,常用的監(jiān)測手段主要是視頻監(jiān)測法,即利用攝像頭及視頻管理系統(tǒng)對隧道內(nèi)火災(zāi)情況進行實時監(jiān)測。由于攝像頭存在一定的監(jiān)測盲區(qū),加之隧道內(nèi)為封閉空間,內(nèi)部空氣質(zhì)量較差,能見度較低,導(dǎo)致視頻監(jiān)測誤差較大、監(jiān)測盲區(qū)較大??梢?,現(xiàn)有公路隧道火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)由于其自身的技術(shù)缺陷,已嚴(yán)重制約了公路隧道運營技術(shù)的進一步發(fā)展。

鋰電池為什么要進行測溫

隨著風(fēng)能、水能、核能等新興清潔能源的開發(fā),與之相配套的儲能技術(shù)也得到了大力發(fā)展,鋰離子電池集裝箱儲能站因為具有能量密度大、輸出功率高、使用壽命長、環(huán)境友好、適用范圍廣等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于電力儲能領(lǐng)域。鋰離子電池儲能集裝箱雖具有上述優(yōu)點,但其內(nèi)部的鋰離子電池若處于熱濫用情況,容易引發(fā)電池內(nèi)部的熱量異常集聚,表面溫度升高,進而觸發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э?,發(fā)生爆炸、起火等危險情況。鑒于鋰離子電池儲能集裝箱內(nèi)部鋰離子電池緊密排布、能量密度較大的特點,若個別電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象,極易引發(fā)臨近電池受熱,進而出現(xiàn)熱失控傳播的危險情況,導(dǎo)致整個儲能集裝箱發(fā)生火災(zāi),造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,安全可靠的電化學(xué)儲能站預(yù)制艙內(nèi)溫度監(jiān)控技術(shù)對于電化學(xué)儲能站的安全使用,擴大應(yīng)用范圍具有重大意義。

目前以手機為代表的各類消費電子、移動電源、新能源汽車等都采用了鋰電池裝置,隨著使用量的不斷上升,生產(chǎn)電池的廠家也日益興起,與此同時鋰電池倉庫著火、鋰電池倉庫爆炸的事故也頻頻發(fā)生。鋰電池在生產(chǎn)的過程中化成和分容后均需要批量的周轉(zhuǎn)與儲存,此過程中鋰電池尚未生產(chǎn)完成,鋰電池的狀態(tài)及其不穩(wěn)定,容易發(fā)生內(nèi)部短路或漏液問題,最終導(dǎo)致鋰電池的局部溫度升高現(xiàn)象,如若發(fā)現(xiàn)不及時會造成火災(zāi)或爆炸的事故發(fā)生。而在傳統(tǒng)的鋰電池倉庫管理過程中疏于對電池溫度的監(jiān)測及管理,有些廠家則使用較為普通的消防類的煙感、溫感傳感設(shè)備進行較為粗劣的檢測,普通溫感傳感器在前期溫度上升階段無法獲取溫度信息,當(dāng)達到70℃以上時才發(fā)出報警信息,煙感傳感器則在發(fā)生煙霧時才發(fā)出告警信息,此種設(shè)備無法達到前期預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的目的。而一些使用無線測溫的方式比如433MHz、zigbee、lora等由于電池倉儲點位數(shù)量眾多,最終將產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾和臨頻干擾,導(dǎo)致無線監(jiān)測設(shè)備通信失敗。分時發(fā)送的傳感點延時非常嚴(yán)重,使電池倉儲的溫度無法準(zhǔn)確實時監(jiān)測。因此,提供一種基于分布式光纖測溫的電池倉儲溫度監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù),發(fā)現(xiàn)其存儲的鋰電池溫度變化狀態(tài)及溫升嚴(yán)重的周轉(zhuǎn)鋰電池顯得十分重要,可有效降低火災(zāi)及爆炸事件的發(fā)生,發(fā)現(xiàn)問題及時治理,以確保電池倉庫的安全和人們生命財產(chǎn)安全。

目前,專門針對電化學(xué)儲能站的溫度監(jiān)控技術(shù)研究并不多,目前投入使用的電化學(xué)儲能站內(nèi)部溫度監(jiān)控多采用傳統(tǒng)的熱電偶測溫或者紅外測溫技術(shù)。熱電偶測溫精度較高,基本可靠,但是單個熱電偶測溫面積太小,應(yīng)用于較大空間內(nèi)時必須逐點布設(shè),且仍然不能滿足大空間多點測溫的要求。紅外測溫也具有測溫面積較小的問題,且測溫精度較低,不能很好地滿足實際工程需求。
分布式光纖測溫系統(tǒng)所采用的技術(shù)有別于傳統(tǒng)測溫方式測溫面積較小的局限性,具有長達數(shù)十千米的測溫長度,同時能夠保證滿足需求的測溫精度,且本身材質(zhì)安全可靠,更適用于鋰離子電池電化學(xué)儲能站的溫度監(jiān)控。

光纖聯(lián)系