光纖光柵測溫系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用

  
　　一、電氣設備過熱的規(guī)律和特征及預測方法

　　1、外部熱故障

　　電氣設備的外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸電阻增大，惡性循環(huán)造成隱患。 此類故障占外部熱故障的90%以上。統(tǒng)計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數(shù)據(jù)，可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77%，它們的平均溫升約在30℃左右，其它外部接頭的平均溫升在20-25℃之間，結合近幾年的檢測經(jīng)驗，按溫升的多少，可將外部故障分為輕微、一般和嚴重三種。

　　2、內部熱故障

　　高壓電氣設備內部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內部熱故障一般都發(fā)熱時間長而且較穩(wěn)定，與故障點周圍導體或絕緣材料發(fā)生熱量傳遞，使局部溫度升高，因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設備（如電纜）的內部故障。

　　3、電纜過熱故障的部位

　　根據(jù)電力事故分析，電纜過熱故障可引起火災導致大面積電纜燒損，造成被迫停機，短時間內無法恢復生產(chǎn)，造成重大經(jīng)濟損失。通過對事故的分析，電纜接頭過熱是引起電纜火災的直接原因、電纜接頭過熱是因為接頭壓接頭不緊、接頭氧化等導致接觸電阻過大，長期的高溫運行使絕緣下降并擊穿，最后導致電纜火災的發(fā)生。

　　4、電纜過熱故障的預測方法

　　根據(jù)對電纜過熱故障特性的分析，預防電纜過熱及火災發(fā)生的有效方法是及時監(jiān)測電纜接頭溫度，根據(jù)接頭溫度的變化趨勢，分析電纜接頭的老化程度，在電纜接頭真正發(fā)生故障前發(fā)出報警。

　　發(fā)生接頭過熱的電纜大多為6KV以上的高壓電纜，由于電壓等級較高，常規(guī)的溫度傳感器不能滿足安全的需要，而傳統(tǒng)的光纖測溫系統(tǒng)又存在掃描時間較長的缺點，PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)則是監(jiān)測高壓帶電設備過熱故障的最佳選擇。

　　二、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)介紹

　　1、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)的工作原理

　　PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)由光纖光柵溫度傳感器、單模光纜（用于遠距離信號傳輸）、光纖光柵傳感網(wǎng)絡分析儀及計算機等終端監(jiān)測設備組成。系統(tǒng)工作時，光纖光柵傳感網(wǎng)絡分析儀內部光源發(fā)出連續(xù)的寬帶光，經(jīng)光纜傳輸?shù)奖O(jiān)測現(xiàn)場布設的光纖光柵溫度傳感器，這些傳感器內部的測量敏感元件――光纖光柵對該寬帶光有選擇地反射回相應的一個窄帶光，經(jīng)同一傳輸光纜返回到光纖光柵傳感網(wǎng)絡分析儀內部探測器來測定出各個傳感器所返回的不同窄帶光的中心波長，從而解析出各監(jiān)測點的溫度值。由于多個傳感器所返回的窄帶光信號中心波長范圍不同，所以可以將這些傳感器串接組網(wǎng)實現(xiàn)多點同時測量，大大簡化了傳感器及引出線的布設，避免了以往逐點測量的不便。

　　2、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)的技術指標

　　測溫范圍：-55℃～+125℃

　　所有監(jiān)測點測量時間：<1秒

　　測溫精度：0.5℃

　　測溫分辨率：0.1℃

　　光纖傳輸距離：超過45km

　　防水性能：IP66

　　安裝方式：無限制

　　傳感器尺寸：Φ6×35mm

　　三、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)在電力行業(yè)的典型應用

　　PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)采用光信號進行測量和傳輸，現(xiàn)場實現(xiàn)了無電檢測。同時該系統(tǒng)使用光柵技術，檢測信號以光信號中心波長為表征量，克服了傳統(tǒng)光傳感器依賴光強大小的缺點，實現(xiàn)了數(shù)字化檢測，穩(wěn)定性好，使用壽命長。

　　PIONEER-P型光纖光柵測溫系統(tǒng)能實時監(jiān)測并記錄電力設備關鍵點的溫度變化，預測可能引起火災或設備故障的局部過熱，為現(xiàn)場設備的安全運行提供可靠保證，同時又是高壓電纜設備故障的溫度記錄器，能在設備故障之前發(fā)出報警及檢修建議。

　　中高壓電纜接頭的實時溫度監(jiān)測

　　中高壓開關柜及開關接點的溫度在線監(jiān)測

　　主變壓器內部連結處及有載分接開關的運行溫度監(jiān)測

　　準確測量冷卻水溫度和在線監(jiān)測電機線圈的熱點溫度（局部短路）

　　準確測量油溫和在線監(jiān)測變壓器繞組的熱點溫度

　　避雷器、軸承、蓄電池等其它設備的溫度監(jiān)測

作者：北京品傲光電科技有限公司　摘自：cechinamag