光纖光柵測溫系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用

  
　　一、電氣設(shè)備過熱的規(guī)律和特征及預(yù)測方法

　　1、外部熱故障

　　電氣設(shè)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(jié)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(nèi)部熱故障

　　高壓電氣設(shè)備內(nèi)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(nèi)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(dǎo)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(shè)備（如電纜）的內(nèi)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(zāi)導(dǎo)致大面積電纜燒損，造成被迫停機，短時間內(nèi)無法恢復(fù)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(zāi)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(dǎo)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(dǎo)致電纜火災(zāi)的發(fā)生。

　　4、電纜過熱故障的預(yù)測方法

　　根據(jù)對電纜過熱故障特性的分析，預(yù)防電纜過熱及火災(zāi)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(shè)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(luò)分析儀及計算機等終端監(jiān)測設(shè)備組成。系統(tǒng)工作時，光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)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(shè)的光纖光柵溫度傳感器，這些傳感器內(nèi)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(yīng)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(luò)分析儀內(nèi)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(shè)，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(shù)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(yīng)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(shù)，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(shè)備關(guān)鍵點的溫度變化，預(yù)測可能引起火災(zāi)或設(shè)備故障的局部過熱，為現(xiàn)場設(shè)備的安全運行提供可靠保證，同時又是高壓電纜設(shè)備故障的溫度記錄器，能在設(shè)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(guān)柜及開關(guān)接點的溫度在線監(jiān)測

　　主變壓器內(nèi)部連結(jié)處及有載分接開關(guān)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(shè)備的溫度監(jiān)測

作者：北京品傲光電科技有限公司　摘自：cechinamag