電力系統(tǒng)光纖光柵在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、 概述 在電力系統(tǒng)中，光纖光柵在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高壓電力電纜、電氣設(shè)備因接觸不良易產(chǎn)生發(fā)熱的部位、電纜夾層、電纜通道、大型發(fā)電機(jī)定子、大型變壓器、鍋爐等設(shè)施的溫度定點(diǎn)傳感場(chǎng)合具有廣泛的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要包括：
1．光纖光柵溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小、可以方便地應(yīng)用于各種電力測(cè)溫場(chǎng)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(huán)境下工作；
3．可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高。由于光纖光柵溫度傳感器對(duì)溫度信號(hào)采用直接波長(zhǎng)絕對(duì)編碼，而不受光路中功率波動(dòng)（例如：光源功率波動(dòng)、光纖微彎和連接器等造成的光能損耗）的影響，可以實(shí)現(xiàn)高精度的溫度測(cè)量；
4．準(zhǔn)分布式溫度監(jiān)測(cè)。即單路光纖上可以串聯(lián)多個(gè)光纖光柵溫度傳感器，由于插入損耗小，其測(cè)量點(diǎn)數(shù)多，并且溫度測(cè)量范圍大。
二、 系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由光纖光柵溫度傳感器、傳輸光纜、光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀和計(jì)算機(jī)四部分組成，其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖如下圖所示。光纖光柵溫度傳感器安裝在測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)，而光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析儀和計(jì)算機(jī)安裝在監(jiān)控室內(nèi)；光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控室之間連接的傳輸光纜獲取現(xiàn)場(chǎng)的溫度變化情況，并通過(guò)以太網(wǎng)口向計(jì)算機(jī)傳送現(xiàn)場(chǎng)溫度，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、故障診斷、報(bào)警以及控制。
三、 應(yīng)用范圍光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍歸納如下：
1．電力電纜的表面溫度及電纜密集區(qū)域的溫度監(jiān)測(cè)在發(fā)電廠、變電站的電纜夾層、電纜溝道、大型電纜隧道的溫度監(jiān)測(cè)和監(jiān)控。電纜過(guò)熱故障可引起火災(zāi)導(dǎo)致大面積電纜燒損，造成被迫停機(jī)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)生產(chǎn)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)對(duì)事故的分析，電纜接頭過(guò)熱是引起電纜火災(zāi)的直接原因，主要是由于接頭壓接不緊、接頭氧化等導(dǎo)致接觸電阻過(guò)大，長(zhǎng)期的高溫運(yùn)行是絕緣下降并擊穿，而造成重大事故。對(duì)電力電纜的監(jiān)護(hù)，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(shù)據(jù)后，將電纜的負(fù)荷電流同時(shí)描繪成一組相關(guān)曲線，并從電流值推算出芯線導(dǎo)體的溫度系數(shù)，從表面的溫度變化之差（相同時(shí)刻比較）便可以得到表面溫度與運(yùn)行負(fù)荷電流的關(guān)系，并以此來(lái)支持供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2．高壓配電裝置內(nèi)易發(fā)熱部位的監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電纜接頭、10kV、35kV高壓開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)靜觸點(diǎn)及電氣設(shè)備的連接頭是易出故障的薄弱環(huán)節(jié)，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(jié)果是接頭發(fā)熱嚴(yán)重，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，則會(huì)造成嚴(yán)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其溫度，在演變成事故之前，及早發(fā)現(xiàn)并采取處理措施。
3．發(fā)電廠、變電站的環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)光纖光柵溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并自動(dòng)將所測(cè)數(shù)據(jù)寄存于計(jì)算機(jī)中，故可以做到溫度變化的差動(dòng)監(jiān)測(cè)。更可以提前做出過(guò)熱預(yù)報(bào)，即火災(zāi)提前早期報(bào)警，這更是一般的熱源傳感器或者煙霧傳感器等報(bào)警方式難以勝任的，另外，本系統(tǒng)還可以與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)使用，在達(dá)到設(shè)定的報(bào)警條件時(shí)，啟動(dòng)消防系統(tǒng)。