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高壓電氣設備光纖測溫

高壓電氣設備為什么要測溫

隨著電力工業逐漸朝著高電壓、大容量、互聯網化的方向發展,確保電氣設備安全穩定運行具有重要意義,直接關系到電力供應的可靠性。電力系統運行中,電氣設備異常升溫極易導致各種故障問題的出現,對此必須進一步加強高壓電氣設備溫度在線監測系統研發與推廣應用。

高壓電氣設備測溫方式

從高壓電氣設備故障產生的物理學機理分析可得,主要涉及電、磁、熱、力等方面,設備絕大多數的故障表現為溫度異常,通過高壓電氣設備溫度監測,可較為準確、直接的反映設備運行狀態。目前,國內外高壓電氣設備溫度在線監測方法經歷了較長時間的發展,從傳統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,具有溫度響應快、產品成熟的優點,且此種方法的應用成本較低。然而測溫時,每個熱敏電阻需獨立接線,導致整體線路布設復雜,且由于傳感器無法自檢,必須經常校驗,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,可適應強磁場、高電壓的工作環境。在實際溫度監測工作中,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,不利于推廣應用。

高壓光纖測溫

光纖測溫法的應用優勢為精度高、響應快、靈敏度與重復性好,將其運用于溫度監測中可實現遠程控制。纖測溫法在絕緣性能方面表現較為優異,能夠隔離開關柜內高壓,可直接安裝在開關柜內高壓觸點上,實現實時在線監測。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,且光纖撓曲性表現較好,可深入被測設備進行溫度監測,達到常規傳感器無法達到的溫升部位。

高壓電力設備(如高壓開關柜、變壓器、互感器等)實際運行中,其發熱點往往處于高電位的位置,限制了常規方法的使用,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測方法的分析可得,不同溫度在線監測方法各有優缺點,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絡堵塞、丟包、性能下降的情況文以高壓開關柜溫度在線監測為例展開分析。高壓開關柜存在多個測控點(如:A/B/C三相、斷路器觸頭、電纜接頭、刀閘開關、母線等),系統采用分散集控架構,每個測量集群設置3~24個測溫分節點(溫度傳感器)、1個變送器主機,以總線網絡進行數據傳輸。

開關柜熒光光纖測溫系統

溫度數據采集與傳輸。高壓開關柜溫度在線監測系統中,數據采集與溫度控制終端是結構底層,包括溫度測量分節點、匯集節點,主要是將光纖測溫傳感器設置在高壓開關柜觸頭部位,通過網絡將數據傳輸至匯聚節點,

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

具體工作參數如下:
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。

光纖聯系

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