光纤光栅测温系统在电力行业的应用

  
　　一、电气设备过热的规律和特征及预测方法

　　1、外部热故障

　　电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因，在大电流作用下，接头温度升高，接触电阻增大，恶性循环造成隐患。 此类故障占外部热故障的90%以上。统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据，可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%，它们的平均温升约在30℃左右，其它外部接头的平均温升在20-25℃之间，结合近几年的检测经验，按温升的多少，可将外部故障分为轻微、一般和严重三种。

　　2、内部热故障

　　高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中，如电缆，内部热故障一般都发热时间长而且较稳定，与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备（如电缆）的内部故障。

　　3、电缆过热故障的部位

　　根据电力事故分析，电缆过热故障可引起火灾导致大面积电缆烧损，造成被迫停机，短时间内无法恢复生产，造成重大经济损失。通过对事故的分析，电缆接头过热是引起电缆火灾的直接原因、电缆接头过热是因为接头压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大，长期的高温运行使绝缘下降并击穿，最后导致电缆火灾的发生。

　　4、电缆过热故障的预测方法

　　根据对电缆过热故障特性的分析，预防电缆过热及火灾发生的有效方法是及时监测电缆接头温度，根据接头温度的变化趋势，分析电缆接头的老化程度，在电缆接头真正发生故障前发出报警。

　　发生接头过热的电缆大多为6KV以上的高压电缆，由于电压等级较高，常规的温度传感器不能满足安全的需要，而传统的光纤测温系统又存在扫描时间较长的缺点，PIONEER-P型光纤光栅测温系统则是监测高压带电设备过热故障的最佳选择。

　　二、PIONEER-P型光纤光栅测温系统介绍

　　1、PIONEER-P型光纤光栅测温系统的工作原理

　　PIONEER-P型光纤光栅测温系统由光纤光栅温度传感器、单模光缆（用于远距离信号传输）、光纤光栅传感网络分析仪及计算机等终端监测设备组成。系统工作时，光纤光栅传感网络分析仪内部光源发出连续的宽带光，经光缆传输到监测现场布设的光纤光栅温度传感器，这些传感器内部的测量敏感元件――光纤光栅对该宽带光有选择地反射回相应的一个窄带光，经同一传输光缆返回到光纤光栅传感网络分析仪内部探测器来测定出各个传感器所返回的不同窄带光的中心波长，从而解析出各监测点的温度值。由于多个传感器所返回的窄带光信号中心波长范围不同，所以可以将这些传感器串接组网实现多点同时测量，大大简化了传感器及引出线的布设，避免了以往逐点测量的不便。

　　2、PIONEER-P型光纤光栅测温系统的技术指标

　　测温范围：-55℃～+125℃

　　所有监测点测量时间：<1秒

　　测温精度：0.5℃

　　测温分辨率：0.1℃

　　光纤传输距离：超过45km

　　防水性能：IP66

　　安装方式：无限制

　　传感器尺寸：Φ6×35mm

　　三、PIONEER-P型光纤光栅测温系统在电力行业的典型应用

　　PIONEER-P型光纤光栅测温系统采用光信号进行测量和传输，现场实现了无电检测。同时该系统使用光栅技术，检测信号以光信号中心波长为表征量，克服了传统光传感器依赖光强大小的缺点，实现了数字化检测，稳定性好，使用寿命长。

　　PIONEER-P型光纤光栅测温系统能实时监测并记录电力设备关键点的温度变化，预测可能引起火灾或设备故障的局部过热，为现场设备的安全运行提供可靠保证，同时又是高压电缆设备故障的温度记录器，能在设备故障之前发出报警及检修建议。

　　中高压电缆接头的实时温度监测

　　中高压开关柜及开关接点的温度在线监测

　　主变压器内部连结处及有载分接开关的运行温度监测

　　准确测量冷却水温度和在线监测电机线圈的热点温度（局部短路）

　　准确测量油温和在线监测变压器绕组的热点温度

　　避雷器、轴承、蓄电池等其它设备的温度监测

作者：北京品傲光电科技有限公司　摘自：cechinamag