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光纤测温的种类和优点有哪些

时间:2020-09-23 08:50:09 本站

电力电缆的性能是决定着该输电线路供电可靠性的问题关键甚至是电力电网安全稳定运行的关键。而电缆的性能与电缆绝缘层的好坏密切相关。

电缆绝缘层随着时间的推移,周边环境的腐蚀及长期运行等原因,不可避免的出现损坏及老化现象。过往电力电缆所敷设地下环境相对架空线路更复杂隐秘,如何对电力电缆运行线路进行实时在线监测,掌控其运行环境,提前感知其绝缘性能,确保线路安全稳定运行显得尤为重要。研究证明电力电缆的绝缘层性能与电缆绝缘表面温度线性相关,我们可以通过探知电缆绝缘层表面的温度获得电力电缆线路性能情况,从而识别实时运行数据、分析设备风险、提高故障处理快速机制及保障电网温度运行。

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电力电缆监测系统中,传统的温度监测方法从使用方式上分为非接触式与接触式。非接触式测温主要以红外等辐射测温为主,监测结果容易受对象的发射率和周边环境影响,其抗干扰能力和监测精度不高。测量环境也仅局限与高温范围,低温情况容易造成较大误差。并且由于电力电缆通常敷设在较为狭窄的电缆沟或直埋地下,红外对射测温方法受限严重,不适用于大范围测量。

接触式测温又主要有热电偶、热电阻测温,一般温度传感器采用数字型或铂电接触式测量,比如适用铂热电阻作为敏感元件贴在电力电缆表皮,对其温度进行采集,然后将数据上传至上位机处理。然而热电偶作为敏感元件是电信号传感器,同时工作在高频交变强电磁场的环境中,难免受电力电缆周围空间产生的电磁干扰,使得导线自身产生电流,从而影响所测数据的精度,甚至于对电缆本体造成影响,严重时将导致电力电缆线路出现短路情况。

光纤测温系统很好的规避了高频交变强电磁场这一电磁干扰因素,先天的具有无源特征,光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质,因其不受电磁干扰、耐腐蚀、无源实时监测、电绝缘、防爆性好、体积小、重量轻,可绕曲、灵敏度高、使用寿命长、传输距离远,维护方便等得天独厚的特质而得以广泛应用。

综上所述,分布式光纤测温系统在管道运输泄漏检测方面得到了大量应用,包括天然气和石油存储管道、自来水运输管道、供热管道等。但截至目前,关于分布式光纤测温系统在污水管网测漏方面的应用尚起步,针对污水管道呈网状分布在地下、管道内有沉积物、污水水质复杂、污水为重力流等特点,对光纤提出了更高的要求,光纤的测温精度、空间分布率、温度场识别能力等亟待进一步提高。此外,基于拉曼散射的光纤测温技术在实际工程中应用较多,但基于布里渊散射和瑞利散射的光纤测温技术的发展进程较缓慢,且现有基于拉曼散射的分布式光纤测温技术仍存在许多问题。

对于光纤测温技术在发电机组内部测温应用上,已有电力推荐标准DL/T1163-2012《隐极发电机在线监测装置配置导则》予以光纤测温配置指导原则。国内大型主机设备制造厂也开展了光纤测温技术在火电机组内部测温应用的专项试验、研究和技术储备,这些均为光纤测温技术用于水电发电机机组内部测温提供了参考依据。水轮发电电动机组应用光纤测温技术能够准确地在线测量水轮发电电动机绕组的真实温度,有助于了解和评价水力发电电机的技术性能,保证大中型水轮发电电动机的安全运行,而且对发电电动机温度分布的监测具有重要意义,本文重点在转子测温应用中研究电源和信号传输具体技术问题。

干式变压器光纤测温,包括干式变压器铁芯、绝缘件、浇注成型的绝缘和导体的绕组、压紧装置、光纤测温探头和温度控制器,测温探头为光纤测温探头,其预埋在绕组的绝缘内部,并且和绕组导体直接接触;温度控制器为基于光纤测温的温度控制器;光纤测温探头通过光纤连接在基于光纤测温的温度控制器的信号输入端;干式变压器光纤测温温度控制器的第一输出端控制风机的启停,第二输出端控制报警器超温报警,第三输出端控制超温跳闸。

光纤测温是最近发展起来的新型测温方法,光纤温度传感器的主要特征是有一个带光纤的测温探头。光纤测温的优点是测温范围宽、灵敏度高、电磁绝缘性好、耐腐蚀、对被测场的影响小。在发动机壁温测量中最有发展前景的是蓝宝石辐射光纤测温、红外光纤测温和光纤光栅测温。其中包括蓝宝石辐射光纤测温、红外光纤测温、光纤光栅测温。

该部分设备主要包括用于测量上述测点温度的光纤传感器、光纤信号调节器(主机)箱[包括光纤信号调节器(主机)、电源等]及连接光缆。光纤测温探头安装于发电机上述各部位,光纤测温探头通过光纤连接至光纤信号调节器(主机),光纤信号调节器(主机)箱可安装于风洞内(定子机座、风洞内壁),为便于现场巡视也可布置在机墩外壁;信号调节器可通过通信光纤经电缆架连接至机组LCU。



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