分布式光纖測溫應用鋰電池倉庫和公路隧道火災報警

公路隧道為什么要進行溫度監控和火災預警報警監測

隨著我國高速公路網的不斷完善，新建的高速公路逐步向崇山峻嶺地區邁進，導致公路隧道的建設規模越來越大。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峻的挑戰，隧道內發生火災的幾率增大。在隧道運營過程中，若不能對隧道火災進行實時有效的監測，一旦發生火災，不能及時撲滅、救援，將導致嚴重的人員傷亡和財產損失。因此，針對運營隧道火災監測中一系列的技術問題開展深入系統的研究工作，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，利用拉曼散射效應和OTDR技術實現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、本質安全、重量輕、壽命長、可靠性高等優點，可以廣泛應用于電力電纜、地鐵隧道、煤礦巷道、石油儲罐、大型建筑結構的溫度監控和火災報警。

目前，在公路隧道火災監測方面，常用的監測手段主要是視頻監測法，即利用攝像頭及視頻管理系統對隧道內火災情況進行實時監測。由于攝像頭存在一定的監測盲區，加之隧道內為封閉空間，內部空氣質量較差，能見度較低，導致視頻監測誤差較大、監測盲區較大。可見，現有公路隧道火災監測技術由于其自身的技術缺陷，已嚴重制約了公路隧道運營技術的進一步發展。

鋰電池為什么要進行測溫

隨著風能、水能、核能等新興清潔能源的開發，與之相配套的儲能技術也得到了大力發展，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、環境友好、適用范圍廣等優點而廣泛應用于電力儲能領域。鋰離子電池儲能集裝箱雖具有上述優點，但其內部的鋰離子電池若處于熱濫用情況，容易引發電池內部的熱量異常集聚，表面溫度升高，進而觸發鋰離子電池熱失控，發生爆炸、起火等危險情況。鑒于鋰離子電池儲能集裝箱內部鋰離子電池緊密排布、能量密度較大的特點，若個別電池出現熱失控現象，極易引發臨近電池受熱，進而出現熱失控傳播的危險情況，導致整個儲能集裝箱發生火災，造成巨大的經濟損失。因此，安全可靠的電化學儲能站預制艙內溫度監控技術對于電化學儲能站的安全使用，擴大應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生。鋰電池在生產的過程中化成和分容后均需要批量的周轉與儲存，此過程中鋰電池尚未生產完成，鋰電池的狀態及其不穩定，容易發生內部短路或漏液問題，最終導致鋰電池的局部溫度升高現象，如若發現不及時會造成火災或爆炸的事故發生。而在傳統的鋰電池倉庫管理過程中疏于對電池溫度的監測及管理，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，當達到70℃以上時才發出報警信息，煙感傳感器則在發生煙霧時才發出告警信息，此種設備無法達到前期預防火災發生的目的。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量眾多，最終將產生嚴重的同頻干擾和臨頻干擾，導致無線監測設備通信失敗。分時發送的傳感點延時非常嚴重，使電池倉儲的溫度無法準確實時監測。因此，提供一種基于分布式光纖測溫的電池倉儲溫度監測系統技術，發現其存儲的鋰電池溫度變化狀態及溫升嚴重的周轉鋰電池顯得十分重要，可有效降低火災及爆炸事件的發生，發現問題及時治理，以確保電池倉庫的安全和人們生命財產安全。

目前，專門針對電化學儲能站的溫度監控技術研究并不多，目前投入使用的電化學儲能站內部溫度監控多采用傳統的熱電偶測溫或者紅外測溫技術。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，應用于較大空間內時必須逐點布設，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所采用的技術有別于傳統測溫方式測溫面積較小的局限性，具有長達數十千米的測溫長度，同時能夠保證滿足需求的測溫精度，且本身材質安全可靠，更適用于鋰離子電池電化學儲能站的溫度監控。