光纖光柵測溫系統在電力行業的應用

一、電氣設備過熱的規律和特征及預測方法
1、外部熱故障
電氣設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，惡性循環造成隱患。此類故障占外部熱故障的90%以上。統計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數據，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，結合近幾年的檢測經驗，按溫升的多少，可將外部故障分為輕微、一般和嚴重三種。
2、內部熱故障
高壓電氣設備內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，內部熱故障一般都發熱時間長而且較穩定，與故障點周圍導體或絕緣材料發生熱量傳遞，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備（如電纜）的內部故障。
3、電纜過熱故障的部位
根據電力事故分析，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、電纜接頭過熱是因為接頭壓接頭不緊、接頭氧化等導致接觸電阻過大，長期的高溫運行使絕緣下降并擊穿，最后導致電纜火災的發生。
4、電纜過熱故障的預測方法
根據對電纜過熱故障特性的分析，預防電纜過熱及火災發生的有效方法是及時監測電纜接頭溫度，根據接頭溫度的變化趨勢，分析電纜接頭的老化程度，在電纜接頭真正發生故障前發出報警。
發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，常規的溫度傳感器不能滿足安全的需要，而傳統的光纖測溫系統又存在掃描時間較長的缺點，PIONEER-P型光纖光柵測溫系統則是監測高壓帶電設備過熱故障的最佳選擇。
二、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統介紹
1、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統的工作原理
PIONEER-P型光纖光柵測溫系統由光纖光柵溫度傳感器、單模光纜（用于遠距離信號傳輸）、光纖光柵傳感網絡分析儀及計算機等終端監測設備組成。系統工作時，光纖光柵傳感網絡分析儀內部光源發出連續的寬帶光，經光纜傳輸到監測現場布設的光纖光柵溫度傳感器，這些傳感器內部的測量敏感元件――光纖光柵對該寬帶光有選擇地反射回相應的一個窄帶光，經同一傳輸光纜返回到光纖光柵傳感網絡分析儀內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實現多點同時測量，大大簡化了傳感器及引出線的布設，避免了以往逐點測量的不便。
2、PIONEER-P型光纖光柵測溫系統的技術指標
測溫范圍： -55℃～+125℃
所有監測點測量時間：<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在電力行業的典型應用
PIONEER-P型光纖光柵測溫系統采用光信號進行測量和傳輸，現場實現了無電檢測。同時該系統使用光柵技術，檢測信號以光信號中心波長為表征量，克服了傳統光傳感器依賴光強大小的缺點，實現了數字化檢測，穩定性好，使用壽命長。
PIONEER-P型光纖光柵測溫系統能實時監測并記錄電力設備關鍵點的溫度變化，預測可能引起火災或設備故障的局部過熱，為現場設備的安全運行提供可靠保證，同時又是高壓電纜設備故障的溫度記錄器，能在設備故障之前發出報警及檢修建議。

中高壓電纜接頭的實時溫度監測
中高壓開關柜及開關接點的溫度在線監測
主變壓器內部連結處及有載分接開關的運行溫度監測
準確測量冷卻水溫度和在線監測電機線圈的熱點溫度（局部短路）
準確測量油溫和在線監測變壓器繞組的熱點溫度
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