開關(guān)柜使用熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)解決方案

隨著2019年國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)代，相應(yīng)的電力系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。高壓開關(guān)柜作為電廠和變電站的重要設(shè)備，在電力線路的切換、線路故障保護(hù)、運(yùn)行電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要作用。在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，很多開關(guān)柜廠家無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)柜發(fā)熱部分的溫度，最終導(dǎo)致火災(zāi)事故和大規(guī)模停電。因此，能夠準(zhǔn)確并且時(shí)效性不間斷檢測(cè)開關(guān)柜過熱是防止此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。

高壓開關(guān)柜測(cè)溫方法

高壓開關(guān)柜的溫度變化是一個(gè)漸進(jìn)的過程，如果溫度變化不影響高壓開關(guān)柜的運(yùn)行，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處理，避免高壓開關(guān)柜熱引起的停電甚至火災(zāi)，可見高壓開關(guān)柜的溫度監(jiān)測(cè)方案在目前非常重要，有三種溫度測(cè)量方案：

高壓開關(guān)柜紅外測(cè)溫儀

紅外測(cè)溫儀手動(dòng)操作，使用靈活，已成為高壓電力設(shè)備溫度檢測(cè)的重要手段。但是，紅外測(cè)溫儀體積大，開關(guān)柜內(nèi)部空間小，無法安裝紅外溫度探頭;生產(chǎn)成本高，準(zhǔn)確性一般（與距離有關(guān)），無法實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控;紅外測(cè)溫是非接觸式測(cè)量。溫度，因?yàn)樗鼰o法準(zhǔn)確測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)的溫度;其溫度測(cè)量精度容易受環(huán)境影響，如光強(qiáng)，霧，電磁場(chǎng)干擾等，因此其使用范圍受到很大限制。

高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫

現(xiàn)有的無線溫度測(cè)量方案主要采用電池或CT為溫度測(cè)量芯片供電，并通過無線芯片傳輸溫度測(cè)量信號(hào)。該方案雖然實(shí)現(xiàn)了溫度信號(hào)的無線傳輸，但屬于主動(dòng)方案。電池電源需要定期更換電池，電池耐高溫能力差，影響電源運(yùn)行。采用CT能量采集，傳感器尺寸大，傳感器的位置對(duì)能量采集效率有很大影響，缺乏通用的適應(yīng)性，存在接頭電流的情況下。較小時(shí)，電能不能被取出，如果接頭電流較大，很容易燒壞CT直到傳感器燒壞。同時(shí)，參數(shù)的選擇要求較高，可靠性不高。

高壓開關(guān)柜熒光光纖測(cè)溫

由于光纖傳輸系統(tǒng)的絕緣強(qiáng)度高、電磁抗干擾性強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適用于電力系統(tǒng)中溫度參數(shù)的在線測(cè)量。光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用光纖傳輸信號(hào)。它的光纖溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，在溫度計(jì)和溫度傳感器之間使用光纖連接。光纖測(cè)溫分為分布式光纖測(cè)溫、光纖光柵和熒光光纖測(cè)溫等方法，其中熒光光纖測(cè)溫方法的優(yōu)點(diǎn)最為明顯，其壽命長(zhǎng)，無需標(biāo)定，探針尺寸小，易于安裝。熒光光纖被用于測(cè)量電氣設(shè)備的溫度已經(jīng)有20多年了，包括在極其苛刻的環(huán)境中使用的產(chǎn)品，如500千伏變壓器繞組，這些都被證明是安全可靠的。

熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

綜上所述，對(duì)于發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)備的溫度測(cè)量，熒光光纖測(cè)溫技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。與紅外測(cè)溫相比，可以實(shí)現(xiàn)高精度的在線監(jiān)測(cè);與無線溫度測(cè)量相比，它不受電磁干擾，體積小，壽命長(zhǎng)。

熒光光纖測(cè)溫火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成及工作原理

熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)由顯示儀器、溫度解調(diào)器和熒光光纖傳感探頭組成。測(cè)量點(diǎn)是高壓開關(guān)的靜態(tài)接觸。將光纖探針安裝到開關(guān)柜的靜態(tài)接觸點(diǎn)后，通過光纖傳輸?shù)浇庹{(diào)器計(jì)算溫度信息，并提供顯示功能，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜接觸點(diǎn)的在線溫度監(jiān)測(cè)。

熒光光纖溫度測(cè)量?jī)x的原理

脈沖激光通過光纖傳輸?shù)絺鞲衅魈筋^。由于溫度的差異，傳感器探頭產(chǎn)生的熒光信號(hào)是不同的。熒光信號(hào)通過光纖傳輸?shù)浇邮障到y(tǒng)，并進(jìn)行處理和計(jì)算以獲得溫度值。該溫度測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)在于被測(cè)物體的溫度是材料熒光壽命的單值函數(shù)，與系統(tǒng)的其他變量無關(guān)。也就是說，光源強(qiáng)度的變化，傳輸損耗，光耦合效率等不會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，因此具有互換性高，穩(wěn)定性好，無校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，與其他溫度測(cè)量方法相比，壽命長(zhǎng)等。

 

熒光光纖測(cè)溫儀安裝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

開關(guān)柜觸點(diǎn)的安裝，熱點(diǎn)主要是靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)的結(jié)合處，但這部分由絕緣套保護(hù)，內(nèi)部空間很窄。為了更準(zhǔn)確地測(cè)量觸點(diǎn)的加熱溫度，光纖探頭從套管后部沿匯流排伸入套管內(nèi)部，并設(shè)置耐高溫高絕緣裝置。在夾具上，傳感器探頭可以牢固地固定在靜態(tài)觸點(diǎn)上。將傳感器探頭用卡箍固定在傳感器固定槽內(nèi)，然后將傳感器探頭與卡箍一起卡在靜觸頭的氣缸上，如圖4所示。在安裝過程中，夾具安裝在靜觸頭與匯流排的連接處，與動(dòng)觸頭保持安全距離。在條件允許的情況下，也可在靜觸點(diǎn)上形成相應(yīng)的凹槽或孔，靜觸點(diǎn)可通過直接粘合安裝。
對(duì)于電纜接頭安裝在開關(guān)裝置或框架中，傳感器與電纜連接線或二級(jí)連接線的情況應(yīng)一起用特殊的防污器或防污器將電纜接頭固定在電纜接頭上，并根據(jù)防腐蝕管室的特殊情況，將其安裝在防帶或防塵室中，并將其固定在電纜的后面，用絕緣膠帶固定在傳感器上，以防傳感器的相鄰接觸脫落。光纖傳感器的尾部護(hù)套是由高的。

熒光光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用

熒光光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)在12 kV智能開關(guān)中進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試期間的環(huán)境溫度為18.8°C，并分別與傳統(tǒng)方法（熱電偶）進(jìn)行比較。監(jiān)測(cè)并記錄6通道溫度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，熒光光纖在線測(cè)溫系統(tǒng)不僅可以滿足系統(tǒng)的絕緣要求，而且可以準(zhǔn)確，準(zhǔn)確地反映出關(guān)鍵點(diǎn)的溫度。性能要求。
熒光光纖測(cè)溫火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。開關(guān)柜監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度過高時(shí)，能及時(shí)識(shí)別和報(bào)警，為工作人員提供足夠的時(shí)間采取措施降低開關(guān)柜溫度，保證電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行，避免火災(zāi)事故和大規(guī)模停電。延長(zhǎng)開關(guān)柜。使用壽命。

市面上幾種電氣設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)各有優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，介紹了在開關(guān)柜中安裝熒光光纖測(cè)溫主機(jī)的情況，實(shí)際應(yīng)用表明，熒光光纖溫度測(cè)溫系統(tǒng)提高了開關(guān)柜的火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)警性能，設(shè)計(jì)研究有效地克服了開關(guān)柜運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的溫度測(cè)量的困難，大大提高了利用該技術(shù)提高火災(zāi)報(bào)警和火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)控的能力。