電力系統光纖光柵在線溫度監測系統

一、 概述 在電力系統中，光纖光柵在線溫度監測系統在高壓電力電纜、電氣設備因接觸不良易產生發熱的部位、電纜夾層、電纜通道、大型發電機定子、大型變壓器、鍋爐等設施的溫度定點傳感場合具有廣泛的應用前景。該系統具有非常明顯的技術優勢，主要包括：
1．光纖光柵溫度傳感器結構簡單、尺寸較小、可以方便地應用于各種電力測溫場合；
2．光纖光柵溫度傳感器具有高絕緣性能、抗電磁干擾、抗腐蝕、防爆、防潮，能夠在惡劣的環境下工作；
3．可靠性好、抗干擾能力強、測量精度高。由于光纖光柵溫度傳感器對溫度信號采用直接波長絕對編碼，而不受光路中功率波動（例如：光源功率波動、光纖微彎和連接器等造成的光能損耗）的影響，可以實現高精度的溫度測量；
4．準分布式溫度監測。即單路光纖上可以串聯多個光纖光柵溫度傳感器，由于插入損耗小，其測量點數多，并且溫度測量范圍大。
二、 系統組成電力系統光纖光柵溫度在線監測系統是由光纖光柵溫度傳感器、傳輸光纜、光纖光柵傳感網絡分析儀和計算機四部分組成，其監測系統構成圖如下圖所示。光纖光柵溫度傳感器安裝在測溫現場，而光纖光柵網絡分析儀和計算機安裝在監控室內；光纖光柵網絡分析儀通過現場和監控室之間連接的傳輸光纜獲取現場的溫度變化情況，并通過以太網口向計算機傳送現場溫度，由計算機進行數據處理、故障診斷、報警以及控制。
三、 應用范圍光纖光柵溫度在線監測系統在電力系統中的應用范圍歸納如下：
1．電力電纜的表面溫度及電纜密集區域的溫度監測在發電廠、變電站的電纜夾層、電纜溝道、大型電纜隧道的溫度監測和監控。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，造成重大經濟損失。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，主要是由于接頭壓接不緊、接頭氧化等導致接觸電阻過大，長期的高溫運行是絕緣下降并擊穿，而造成重大事故。對電力電纜的監護，可以將光纖光柵溫度傳感器緊貼在電纜的表面，在取得了電纜表面數據后，將電纜的負荷電流同時描繪成一組相關曲線，并從電流值推算出芯線導體的溫度系數，從表面的溫度變化之差（相同時刻比較）便可以得到表面溫度與運行負荷電流的關系，并以此來支持供電系統的安全運行。
2．高壓配電裝置內易發熱部位的監測開關柜內的電纜接頭、10kV、35kV高壓開關柜的動靜觸點及電氣設備的連接頭是易出故障的薄弱環節，由于該部位接觸不良等原因，接觸電阻較大，在大電流情況下該處的熱功率很大，其結果是接頭發熱嚴重，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進一步增大，形成惡性循環，發展到一定階段后，則會造成嚴重的故障，破壞供電的安全可靠。而采用光纖光柵溫度傳感器則可以將光纖直接粘貼在接頭上，實時監測其溫度，在演變成事故之前，及早發現并采取處理措施。
3．發電廠、變電站的環境溫度監測及火災報警系統光纖光柵溫度在線監測系統，并自動將所測數據寄存于計算機中，故可以做到溫度變化的差動監測。更可以提前做出過熱預報，即火災提前早期報警，這更是一般的熱源傳感器或者煙霧傳感器等報警方式難以勝任的，另外，本系統還可以與火災報警系統聯動使用，在達到設定的報警條件時，啟動消防系統。