光纖測溫技術在高壓開關柜中應用的探討

張偉軍

【摘要】 變電站設備故障原因大多是由于設備或連接處的過熱而發生，對電氣設備的運行溫度、尤其是敏感位置溫度的在線監測成為故障預警和預防事故的重要手段。

【關鍵詞】 光纖測溫 開關柜

一、引言

通過對歷年來變電設備故障原因分析可以得出結論，許多電氣事故是由于設備或連接處過熱而發生的，并且幾乎所有的電氣設備故障都伴隨著故障點溫度的變化。高壓開關柜由于過流或接觸不良造成觸頭、節點過熱是一種嚴重的事故隱患，輕者造成線路斷電，重者引發爆炸和火災，嚴重影響生產安全。從過熱開始到事故發生一般會有一段時間過程，如能及早發現溫度異常并及時處理，將大大減少電氣事故。對電氣設備的運行溫度、尤其是敏感位置溫度的監測是故障預警和預防事故的重要手段。

目前，變電運行人員一般使用便攜式紅外熱像儀通過開關柜體后窗定期檢測柜內溫度，這種方法盲區很多，特別是對于全封閉高壓開關柜，由于運行狀態下柜門無法打開，不能實現對溫度的檢測?！白冸娬靖邏洪_關柜光纖在線測溫系統”，將感溫光纖直接安裝在開關柜的靜觸頭、母線、接點上，實時、準確、連續地監測各點的運行溫度，從根本上解決金屬全封閉開關柜不能進行紅外測溫的問題。監測數據通過網絡上傳、實時遠程監控，在出現過熱時發出預警，指導消缺檢修，把事故消滅在萌芽中。

二、原理簡介

“變電站高壓開關柜光纖在線測溫系統”采用分布式光纖感溫方式，其原理是利用光在光纖中傳輸時產生的自發喇曼（Raman）散射和光時域反射（OTDR）原理來獲取空間溫度分布信息。當在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖時，它在光纖中向前傳輸的同時不斷產生后向喇曼散射光波，這些后向喇曼散射光波的強度受所在光纖散射電的溫度影響而有所改變，散射回來的后向喇曼光波經過光學濾波、光電轉換、放大、模-數轉換后，送入信號處理器及計算機系統便可將溫度信息實時顯示出來，同時根據光纖中光波的傳輸速度和后向光回波德時間對溫度信息定位。

“連續分布全光纖測溫儀”是系統的核心，其原理框圖如下圖1所示。

工控機設定的參數自動采集各個監測點的溫度數據，存入數據庫。還能隨時響應供電公司測溫服務器的指令，具有圖形顯示界面。當監測點有異常時進行本地報警，同時報警信息通過MIS網上傳到測溫服務器。

三、效益分析

“變電站高壓開關柜光纖在線測溫系統”實現了帶電設備過熱在線監測、信息共享，不僅節省了大量的人力和物力，而其從根本上解決了全封閉高壓帶電設備過熱監測難的問題，為開關柜預防性檢修提供參考依據，對安全生產提供有力保障。

3.1安全效益

（1）對過熱事故隱患及時報警、準確定位、發現溫度異常并及早采取措施，杜絕了開關設備燒損或爆炸等惡性事故的發生，對安全生產提供有力保障。

（2）徹底解決了全封閉高壓開關柜帶電設備過熱缺陷難以檢測的問題，消除了設備溫度監控的盲區，使我們可以更準確的掌握設備狀態。

（3）減少了人員巡檢次數，提高了監測水平，減小了勞動強度。

3.2管理效益

（1）通過對設備過熱隱患及時報警，提高了檢修的針對性和檢修效率，避免了盲目的檢修。

（2）監測與報警信息通過MIS網實時上傳監控中心“測溫服務器”，實現設備狀態的遠程監控。

（3）為實現全部高壓設備在線監測、狀態檢修做準備，提高了設備管理水平。