高壓電氣設(shè)備光纖測溫

高壓電氣設(shè)備為什么要測溫

隨著電力工業(yè)逐漸朝著高電壓、大容量、互聯(lián)網(wǎng)化的方向發(fā)展，確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行具有重要意義，直接關(guān)系到電力供應(yīng)的可靠性。電力系統(tǒng)運行中，電氣設(shè)備異常升溫極易導(dǎo)致各種故障問題的出現(xiàn)，對此必須進一步加強高壓電氣設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)與推廣應(yīng)用。

高壓電氣設(shè)備測溫方式

從高壓電氣設(shè)備故障產(chǎn)生的物理學(xué)機理分析可得，主要涉及電、磁、熱、力等方面，設(shè)備絕大多數(shù)的故障表現(xiàn)為溫度異常，通過高壓電氣設(shè)備溫度監(jiān)測，可較為準(zhǔn)確、直接的反映設(shè)備運行狀態(tài)。目前，國內(nèi)外高壓電氣設(shè)備溫度在線監(jiān)測方法經(jīng)歷了較長時間的發(fā)展，從傳統(tǒng)的熱敏電阻測溫逐漸走向紅外測溫、光纖測溫、無線測溫。熱電阻和熱電偶測溫法。熱敏電阻體積小，具有溫度響應(yīng)快、產(chǎn)品成熟的優(yōu)點，且此種方法的應(yīng)用成本較低。然而測溫時，每個熱敏電阻需獨立接線，導(dǎo)致整體線路布設(shè)復(fù)雜，且由于傳感器無法自檢，必須經(jīng)常校驗，工作量較大。在高壓場合中此方法的使用具有局限性，存在器件與信號傳輸線高壓隔離的問題。

高壓電氣設(shè)備的紅外測溫

紅外測溫法。紅外溫度傳感器采用非接觸式測溫方法，可適應(yīng)強磁場、高電壓的工作環(huán)境。在實際溫度監(jiān)測工作中，主要選用手持紅外測溫儀開展定期巡檢工作，可直接找出故障點。但是此種方法的缺陷也較為明顯：自動化程度低，依賴人限于安全距離問題往往無法設(shè)置紅外探頭；測量精度受到諸多因素的影響，如：探測距離、外界熱源、光路遮擋等，雖可采取一定的校正措施，然而由于影響因素多且具有時變性，無法一一校正，通用性差，不利于推廣應(yīng)用。

高壓光纖測溫

光纖測溫法的應(yīng)用優(yōu)勢為精度高、響應(yīng)快、靈敏度與重復(fù)性好，將其運用于溫度監(jiān)測中可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。纖測溫法在絕緣性能方面表現(xiàn)較為優(yōu)異，能夠隔離開關(guān)柜內(nèi)高壓，可直接安裝在開關(guān)柜內(nèi)高壓觸點上，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。同時，光纖測溫測量無電信號的存在，克服了強電磁場干擾的問題，且光纖撓曲性表現(xiàn)較好，可深入被測設(shè)備進行溫度監(jiān)測，達(dá)到常規(guī)傳感器無法達(dá)到的溫升部位。

高壓電力設(shè)備（如高壓開關(guān)柜、變壓器、互感器等）實際運行中，其發(fā)熱點往往處于高電位的位置，限制了常規(guī)方法的使用，同時絕緣與抗電磁干擾也是必須面臨的問題。通過對上述幾種溫度監(jiān)測方法的分析可得，不同溫度在線監(jiān)測方法各有優(yōu)缺點，如紅外線測溫抗干擾能力弱，容易受到各種因素的影響，造價相對昂貴；無線測溫主要存在網(wǎng)絡(luò)堵塞、丟包、性能下降的情況文以高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測為例展開分析。高壓開關(guān)柜存在多個測控點（如：A/B/C三相、斷路器觸頭、電纜接頭、刀閘開關(guān)、母線等），系統(tǒng)采用分散集控架構(gòu)，每個測量集群設(shè)置3～24個測溫分節(jié)點（溫度傳感器）、1個變送器主機，以總線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。

開關(guān)柜熒光光纖測溫系統(tǒng)

溫度數(shù)據(jù)采集與傳輸。高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集與溫度控制終端是結(jié)構(gòu)底層，包括溫度測量分節(jié)點、匯集節(jié)點，主要是將光纖測溫傳感器設(shè)置在高壓開關(guān)柜觸頭部位，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至匯聚節(jié)點，

（1）觸頭溫度采集終端：高壓開關(guān)柜運行環(huán)境較為復(fù)雜，空間封閉且狹小，同時面臨著高電壓、強電磁的環(huán)境，經(jīng)綜合比選后選用熒光式光纖測溫傳感器，

具體工作參數(shù)如下：
①工作電壓：DC5V；
②測溫范圍：-30℃～+125℃；
③測量精度：±1%℃或全量程的1%；
④多通道測溫：1～16路；
⑤抗干擾情況：高壓、強電磁干擾能力強。