分布式光纤测温技术在智能楼宇电缆竖井与母线槽火灾预警中的应用研究

更新时间：2026-09-01

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摘要

大型智能楼宇、超高层建筑内部大量设置电缆竖井与母线槽系统，作为建筑主要供电通道。电缆竖井、母线槽多为密闭腔体结构，散热条件差，接头松动、过载、绝缘老化极易造成局部过热，进而引发电气火灾；一旦发生火情，烟火沿着竖井竖向快速蔓延，高层建筑人员疏散困难，会造成严重人员伤亡与财产损失。传统烟感、点式温度传感器存在监测盲区，烟雾报警属于事后报警模式，难以实现竖井、母线槽过热隐患早期识别。分布式光纤测温（DTS）基于拉曼散射光学传感原理，竖井管井现场仅布设无源感温光缆，具备抗凝露、抗粉尘特点，可实现长距离多层连续分布式温度测量。本文阐述DTS系统工作原理，研究固定温度阈值与温升速率协同报警策略；针对电缆竖井、母线槽、楼层配电管井、数据中心楼宇等典型场景开展应用分析；论述光缆敷设工艺、报警参数整定、楼宇平台联动等工程实施关键技术。工程实践表明，分布式光纤测温能够获取母线槽、竖井电缆全线温度分布，在烟雾明火出现前识别局部过热隐患，对提升智能楼宇智慧消防水平具备较高工程应用价值。

**关键词：**分布式光纤测温；DTS；智能楼宇；电缆竖井；母线槽；电气火灾；智慧消防；高层建筑；早期预警；感温光缆

1 引言

我国城市现代化建设持续推进，超高层写字楼、商业综合体、医院、数据中心等大型公共建筑数量持续增长。这类建筑内部电力负荷大，普遍采用母线槽与电缆竖井作为竖向供电主干，贯穿多个楼层。母线接头、电缆接头在长期大电流作用下，容易出现压接松弛、接触电阻增大，产生局部发热；管井内部密闭通风不良，热量积聚加速绝缘老化，最终诱发电气短路起火。

高层建筑竖井具备烟囱效应，起火之后烟火短时间扩散至多个楼层，建筑内部人员密集，疏散逃生条件受限，楼宇电气火灾一直是建筑消防管控重点。当前楼宇消防系统主要配置烟雾探测器、点式温度传感器。点式传感器仅布置在少数重点接头位置，母线槽、竖井中间区段存在大量监测盲区；烟雾探测器只有燃烧产生烟气之后才触发报警；竖井管井大多封闭，人工开盖巡检工作量大，无法做到全天候在线监测。管井内部容易出现凝露积灰，有源传感器长期在管井内工作故障率偏高。

国家大力推进智慧消防建设，要求建筑实现火灾隐患超前感知。分布式光纤测温DTS技术，竖井现场无有源器件，依靠感温光缆实现连续分布式测温，可以覆盖整条母线槽、整段电缆竖井，近些年逐步在大型公建项目中得到应用。本文围绕DTS工作原理、楼宇典型场景应用、工程实施要点开展研究，为智能楼宇电气火灾监测项目提供技术参考。

2 分布式光纤测温系统工作原理

分布式光纤测温依托拉曼散射物理效应。激光脉冲输入感温光缆，光纤内部产生瑞利散射、拉曼散射。拉曼散射分为斯托克斯光与反斯托克斯光，反斯托克斯光的光强对温度变化十分敏感。DTS主机采集反射回来的散射光信号，对比两种散射光强度比值，解算出光纤沿线每一点温度数值；根据光信号往返时间计算温度异常对应的空间位置，同时获取温度大小与位置信息。

整套系统硬件组成包含DTS测温主机、感温光缆、声光报警单元、工控显示模块、通讯接口模块。感温光缆敷设于母线槽外壁或者电缆竖井桥架之上，竖井管井内部只有光缆，不需要供电；测温主机部署于楼宇消防控制室，完成光信号解调、温度计算、数据存储、报警逻辑判断。系统通过以太网、RS485输出数据，对接楼宇消防报警主机、楼宇BA运维平台。

系统采用双重报警机制：固定温度阈值报警，温度超过设定限值触发告警；温升速率报警，监测单位时间温度上升幅度，针对接头松动、短路故障带来快速发热实现快速告警。多级报警分为预警、一级告警、火警，具备米级定位精度，可以定位过热隐患所属楼层与段落。

3 智能楼宇典型应用场景分析

3.1 母线槽全线温度监测

母线槽是高层楼宇大电流供电的主流设备，贯穿建筑多个楼层，大量故障出现在母线连接接头位置。将感温光缆沿母线槽外壁全程敷设，部分工况可布置于母线槽内腔，实现母线槽全长连续温度监测。不仅监测少数接头，母线槽任意位置过热均可识别，米级定位故障楼层，在冒烟起火之前输出预警，防范母线槽电气火灾。

3.2 高层建筑电缆竖井监测

电缆竖井集中布置大量电力电缆，竖井腔体密闭通风差，电缆接头容易发热。光缆沿竖井电缆桥架竖向敷设，覆盖多层楼层电缆，实现竖井电缆全线温度监测。竖井属于封闭空间，不便频繁人工进入巡检，光纤无源特性适配竖井潮湿、积灰环境，实现7×24小时不间断在线监测。

3.3 楼层配电管井与配电间监测

各楼层配电管井、强弱电间设备集中，空间狭小密闭，是楼层电气火灾隐患点。感温光缆布置于管井电缆周边，监测楼层配电电缆、接线端子过热，作为楼宇现有消防系统的有效补充。

3.4 数据中心及人员密集公共建筑楼宇

数据中心对供电可靠性要求高，母线、竖井一旦起火会造成巨大业务损失；医院、商业综合体人员密集，火灾安全风险压力大。DTS分布式光纤测温应用于此类建筑，实现供电主干线路隐患前置预警，保障建筑供电安全与人员安全。

4 工程实施关键技术

4.1 感温光缆选型与敷设工艺

智能楼宇场景选用阻燃、耐弯折、抗压护套感温光缆。母线槽场景优先沿母线外侧固定，做好机械防护，避免母线热胀冷缩磨损光缆；电缆竖井沿桥架顺向固定，规避尖锐金属边角划伤光缆；光缆熔接接头做好防尘防潮密封处理。存量楼宇改造项目，可利用物业停电检修窗口期施工，不需要大规模拆除原有供电设备。

4.2 报警阈值参数整定

报警阈值不可直接套用通用数值，需要结合楼宇管井常年环境温度、母线及电缆正常运行温升进行现场整定，区分设备正常工作发热与故障过热，合理设置预警、告警、火警多级阈值，同时配置温升速率参数，降低误报警概率。

4.3 系统平台对接

DTS主机输出标准通讯协议，对接楼宇消防报警控制器、楼宇BA运维平台，温度历史曲线、报警信息上传消防控制室，实现弹窗提示、声光联动报警，融入楼宇现有智慧运维体系。

4.4 后期运维管理

系统投运后建立定期巡检制度，检查竖井、母线槽处光缆外护套完好，核对测温数据有效性，防止光缆外力破损，保证系统长期稳定工作。

5 技术局限性与优化方向

分布式光纤测温存在一定应用局限：光缆一旦断裂，断裂点之后区段失去监测能力，施工运维阶段必须重视光缆防护；光纤测温获取母线槽、电缆外表面温度，导体内部温度需要借助模型换算。后续可以结合电气火灾监控探测器，形成温度‑电气参数多参量联合监测，进一步提升故障综合研判能力。

6 结论

高层智能楼宇电缆竖井、母线槽是电气火灾高风险部位，竖井烟囱效应会加速火情蔓延，传统烟感、点式测温设备难以实现全线隐患早期感知。分布式光纤测温DTS技术凭借竖井现场无源、抗凝露积灰、连续分布式测温的优势，实现母线槽、电缆竖井全线温度在线监测，能够在明火烟雾产生之前识别局部过热隐患，推动楼宇电气火灾从事后处置转向隐患超前预警。该技术契合智慧楼宇、智慧消防建设发展方向，在大型公共建筑领域具备很高推广应用价值。