开关柜触头母排光纤光栅温度传感器

发表时间: 2020-07-30 16:13:38

作者: 福州英诺

来源: 光纤光栅温度监测系统



电气设备长期运行过程中总会伴随着发热现象,尤其是开关触点、母线连接处等连接部位受到水汽灰尘污染以及自身氧化腐蚀后,接触电阻将会增大,从而引起局部过热。电气设备长期工作于过热状态可能会发生损坏,其影响不仅是造成设备本身损毁,还可能造成下游设备损坏或引发火灾等事故。近年来,电厂和变电站已发生过多起因过热引起的火灾事故及大面积停电事故,给人民生产生活造成极大影响。某地钢厂的中部站一开关柜因过热发生爆炸,导致该钢厂正在运行的炼铁高炉停转,造成直接经济损失高达数千万元。因此,对电气设备易发热的关键部位进行温度监测,对防止设备过热,保证设备安全可靠运行具有十分重要的现实意义。



电气设备温度监测方法


以往电气设备温度检测常用的方法主要有贴蜡片法和红外探测法,但这两种方法只能检测设备外部温度,无法发现设备内部各部位温度异常 ( 如开关柜内部触头、母排、大功率器件等),而且上述方法存在精度不高、需要人员巡视、可靠性难于保证等缺点。常用的电子类温度传感器如热电偶、热电阻、半导体温度传感器等,都是有源传感器,需要有导线给其供电以及传输传感信号,这些传感器用于电气设备温度检测必须解决绝缘问题,尤其对于高压电气设备,绝缘问题显得尤为突出。虽然一些电子类温度传感器可以采用电池供电并通过无线传输方式发送检测结果,但由于电气设备附近一般有较强的电磁场,对传感信号的检测及传输都有较大的干扰。因此,普通电子类传感器不适合用于电气设备的温度检测。


光纤光栅传感器是近些年发展起来的一种新型传感器,由于其本身诸多优点,在民用工程结构、电力、石化等行业中都有广泛的应用。由于光纤光栅传感器材质主要成分是SO2,本身即是绝缘的,而且传感和传输信号均为光信号,工作中无需对其供电,传感器和外部没有电的连接。因此,光纤光栅传感器应用于电气设备温度检测,可以避免绝缘问题和电磁干扰问题的影响,可在设备运行状态下进行在线监测。此外,光纤光栅传感器可以通过波分复用、时分复用等多种复用技术构成准分布式传感网络,可用一套监测主机实现多测点同时监测。



光纤光栅温度监测系统构成


福州英诺科技自主研发的用于开关柜母排和开关静触头温度检测的光纤光栅温度监测系统,该监测系统每个开关柜中设置了6个光纤光栅温度传感器,分别用于监测A、B、C 三相母排及静触头的温度,若要同时监测开关柜内其他部位温度,只需在此光路中继续串联光纤光栅传感器即可,一般每路可以扩展至十几至几十个传感器。在信号接收端解调仪利用波分复用原理对各传感器进行区分。多个开关柜中的传感光路通过一条光缆连接至监控室的解调主机,解调主机通过光开关切换方式对多路传感器进行巡检,并根据传感光路中各光栅波长计算出各监测位置实时温度。当某一监测位置出现温度异常时,主机将通过监测界面及报警联动接口发出报警信息,提示工作人员或直接控制联动设备。


该温度监测系统是通过光纤光栅温度传感器的波长变化实现温度检测的。经理论分析及工程实践证明,光纤光栅传感器传感特性十分稳定,在很大的动态范围内中心波长变化量与温度、应变变化保持线性关系。

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