荧光光纤测温技术在电力行业中的应用逐步扩大从变压器绕组温度监测到开关柜触头测温再到电缆接头和发电机定子的温度监测都能看到荧光光纤传感器的应用案例。荧光光纤测温与传统的热电偶热电阻和红外测温等方案相比在几个方面表现出特点。
一、电气绝缘方面的特点
1.1 全绝缘结构无需担心绝缘配合
荧光光纤温度传感器的探头和信号传输光纤均为绝缘材料构成。传感器安装在被测高压设备上时不需要在设计上额外考虑对地绝缘距离问题。在开关柜触头臂变压器绕组和高压母线等带电部位安装时传感器直接接触高压导体或通过绝缘件间接固定均不产生新的绝缘薄弱环节。这一特点与传统电学温度传感器需要处理金属引线的绝缘和隔离形成对比。
1.2 抗电磁干扰能力强
光纤传输的是光信号电磁场对光信号传输没有直接的耦合作用。在变电站开关操作产生的暂态电磁场开关柜内的局部放电和断路器操作冲击环境中荧光光纤传感器的信号传输不受影响。温度数据在强电磁干扰环境下保持稳定读取的数据与实际温度状态对应关系良好。
二、安装和维护方面的特点
2.1 不依赖现场供电
荧光光纤传感器探头不含电子元器件不需要在现场安装位置提供电源。这一特性使探头可以安装在变压器绕组内部开关柜触头臂和电缆沟等取电不便的位置。光纤从被动检测端到主机之间的信号传输不消耗电能。测温主机集中安装在有电的位置从而降低了现场供电线路的敷设和维护工作量。
2.2 免维护运行
荧光光纤温度传感器不需要定期校准。基于荧光寿命的测温原理决定了LED光源老化和光纤弯曲损耗不会影响测量精度。探头不含电子元器件不存在电子元器件老化问题。系统投入正常使用后日常巡检以检查探头固定和光纤外观为主不需要进行精度校验和部件更换操作。
三、安装适用性方面的特点
3.1 探头体积小安装位置灵活
荧光光纤温度传感器探头直径可做到2至3mm最小可至600微米。这一尺寸特点使传感器可以安装在开关柜触头臂的狭小空间变压器绕组线饼间隙和发电机定子槽内等常规传感器难以布置的位置。探头通过扎带绑扎卡具固定或垫圈嵌入等方式固定在测量位置安装方式灵活不受螺栓接头形式或接触表面材料的限制。
3.2 光纤传输距离长
一根光纤的信号传输距离可达数十米到数百米。测温主机可以集中布置在控制室或配电室的仪表柜中远离高温和电磁干扰较强的被测区域。在大型变电站和发电厂中多台主机的数据通过通讯总线集中上传至监控后台。运行人员在集控室即可查看全站各测温点的数据。
四、常见问题
荧光光纤测温与无线测温方案相比如何？
两种方案各有特点。无线测温的安装更便捷不需要布线适合改造项目。荧光光纤测温的信号不受电磁干扰影响不需要电池供电适合对可靠性和免维护要求较高的场合。在开关柜和变压器等电磁环境较复杂又有长期运行需求的场所荧光光纤测温方案受到更多关注。
荧光光纤测温与红外测温相比有什么长处？
红外测温适合快速扫描大范围设备表面温度分布但属于非接触式测量且受环境因素干扰相对较多。荧光光纤测温可长期固定在被测设备表面获得连续的实时温度数据在反映设备温度变化趋势方面具有更多优势。
五、产品与厂家信息
福州华光天锐光电科技有限公司的荧光光纤测温产品在电力行业已有多年应用经验。产品从探头到主机的链路设计在绝缘性抗干扰性和安装便利性方面针对电力设备的特点做了适配。选型时建议结合被测设备类型和运行条件综合评估以厂家最新技术方案为准。