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砷化镓光纤测温技术等测温方案的优势对比
发布时间:2021-01-15 15:12
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一、目前经常使用的柜内接头温度监视方法主要有在接头粘贴测温蜡片、手摸柜门感知柜内温度、通过异常气味发现设备过热、通过异常音响发现设备过热等。

粘贴测温蜡片是室外接头常用的测温法,它是在母线排接头和开关触点的表面涂一层随温度变化而改变颜色的材料(如感温腊),通过观察其颜色变化来大致确定温度范围。这种方法准确度低、可读性差,用在封闭柜内有很大局限性,大部分接头通过柜门的观察窗看不到,只能在开关停电检修时检查接头有无过热情况,所得数据滞后,起不到温度实时报警功能,对预防事故作用不大。

手摸柜门的方法可大概判断温度有无异常,但是这种方法具有很大的随意性与偶然性,而且由于个人感觉的差异,相同情况也会有不同判断。

.过热接头常伴随异常气味或者异常声音,特别是连接电流互感器的接头发热时,可以发出强烈的异常气味,工作人员可根据气味的来源作出进一步的判断。

以上几种方法可以感官上大概判断开关柜内有无接头发热故障,但不科学、不严谨。

为有效防范开关柜因温升引发的停电/火灾事故,近几年市场上出现了多种不同类型的测温产品,主要有以下几种方式:
2.1.热敏电阻式测温系统:热敏电阻具有体积小、温度响应快、产品成熟、成本低等优点,可以显示温度值,但由于每个热敏电阻都需要独立的接线、布线复杂且热敏电阻易损坏、维护量大,传感器不具备自检功能,需要经常校验。物理、化学性能极为稳定尤其是耐氧化能力很强,并且在很宽的温度范围内(1200℃以下)均可保持上述特性;易于提纯,复制性好,有良好的工艺性,可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔;电阻率较高.金属铂导材料的优点是化学稳定导性好、能耐高温,容版易制得纯铂,权又因其电阻率p(Ω?mm2/m)大,可用较少材料制成电阻,此外其测温范围大。它的缺点是:在还原介质中,特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所沾污,使铂丝变脆,并改变电阻与温度之间的关系,产生温度漂移现象。传感器采用焊接与引线连接,振动会导致虚焊的传感器脱落;渗水、表皮破损等现象会产生绝缘隐患。容易受环境磁场干扰,系统本身没有传感器自诊断功能,不具有数据处理分析能力,因传感器体积及适应性,安装位置有一定的限制,一般使用寿命低于设计使用寿命15年。


二、光纤测温系统:是一种接触式测量手段,光纤因其绝缘性能好、耐高电压、耐强磁场、耐大电流、抗腐蚀、抗电磁干扰、可远距离传输、不受干扰等特性,逐步成为强电磁环境下温度监测的首选,主要表现为以下几种方案:

分布式测温系统:采用光纤中的非线性拉曼效应,实现沿光纤方向温度信息的探测。其存在空间分辨率的概念,为定位需要将5米光纤盘成一个盘来安装,体积大,安装过程复杂且存在隐患,本质上降低了原有设备的电压等级和安全特性;测量周期长、价格昂贵、施工和调试过程繁琐。

光纤光栅测温系统:采用紫外光在光纤中写入光栅,利用光栅受温度调制波长发生变化的原理,通过解析波长变化信息获得温度信息。其存在传感器尺寸较大、光栅存在长期高温状态下的退敏问题,可靠性待验证、价格昂贵等问题,且仅能构建温度监测系统,不能实现单面柜体配置,施工和调试过程较繁琐。

荧光光纤测温系统:在光纤末端镀上荧光物质,经过一定波长的光激励后,荧光物质受激辐射出荧光能量。由于受激辐射能量按指数方式衰减,衰减的时间常数根据温度的不同而不同,通过测量衰减时间,从而得出测量点的温度。该方法为光纤单点测温。利用稀土特种荧光物质的余辉时间与温度相关的原理,通过余辉时间获得温度信息,该项技术已被验证可用于超高压(750KV)变压器绕组温度的监测。传感器尺寸小、长期可靠性高、价格适中、不仅能实现单面柜体配置,亦可构建温度监测系统,施工和调试过程方便快捷。不足的是传感器长度目前基本上都在15M左右,温度解析只能在就地安置温度解调仪,再把解析后温度信号通过转接光纤或电缆传输到中控。光纤传感器损坏后更换的设置调校较为繁琐,因每个通道的光纤传感器和温度解调仪的通道是一对一,各个通道不能互换。需要厂家单独生产一根光纤传感器设置调校好后才能安装使用。不建议荧光光纤传感器在有油的场景使用,油对探头有一定腐蚀,会影响探头使用寿命和测量精度。