光纖光柵電力溫度安全在線監測系統

一、背景介紹
電力工業中的設備大多處在強電磁場中，一般電器類傳感器無法使用。高壓開關的在線監測，高壓變壓器繞組、發電機定子等地方的溫度和位移等參數的實時檢測都要求絕緣性能好，體積小。光纖光柵具有的抗電磁干擾和它的安全性能恰恰能滿足在這種環境條件下使用。在強電磁環境中，關鍵基礎用電設備的安全運行是企業生產的必要保障，也是整個國民經濟正常運轉的基本保證。電氣設備產生故障的大部分原因是設備過熱引起的，主要可以分為外部熱故障和內部熱故障。
電氣設備的外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸點氧化引起接觸電阻增大，惡性循環造成隱患。此類故障占外部熱故障的90%以上。統計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數據，可以發現線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77%，它們的平均溫升約在30度左右，其它外部接頭的平均溫升在20-25度之間。
根據對電力事故分析，電纜故障引起的火災導致大面積電纜燒損，造成被迫停機，短時間內無法恢復生產，造成重大經濟損失。通過事故的分析，引起電纜溝內火災發生的直接原因是電纜中間頭制作質量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過大，長期運行所造成的電纜頭過熱燒穿絕緣，最后導致電纜溝內火災的發生。
例一：遼寧發電廠發生過電纜頭過熱引起火災，當消防人員撲滅火災后剛要離開現場時電纜頭絕緣擊穿，大火復燃，當場燒傷數人，造成群傷事故。
例二：富拉爾基電廠，試驗人員查找電纜故障時，上午采用了電容擊穿法進行查找，中午休息后，電纜溝內發生了火災，造成重大事故，火災發生的時間較長，如配置電纜在線監測系統完全可以避免事故。
例三：渾江電廠＃2循環水電纜中間頭過熱，燒損該溝內所有電纜造成被迫停機事故，據了解，上午有人在距故障電纜中間頭80多米遠的豎井上已嗅到了絕緣燒焦的味，下午七點鐘引發了火災。
例四：某發電廠兩臺二十萬發電機組，因一臺機的循環水電纜中間頭過熱引燃燒穿了本機的另一條循環水電纜，同時燒損了另一臺機的循環水電纜，造成兩臺二十萬機被迫停機事故。
高壓電氣設備內部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內部熱故障一般都發熱時間長，與故障點周圍導體或絕緣材料發生熱量傳遞，使局部溫度升高，如大功率變電設備夏季溫度過高導致火災等導致重大損失的事故等。
綜上所述，從電纜頭或變電設備的過熱到事故的發生，其發展速度比較緩慢、時間較長，通過電纜/設備溫度在線監測系統完全可以防止、杜絕此類事故的發生。
 
二、電力主要監測位置
溫度監測的主要目標設備:

 
三、監測方案
光纖光柵電力溫度安全在線監測系統是針對電力系統設備要求和特點設計的光纖光柵在線溫度測量系統，適用于發電廠、變電站，和鋼鐵企業、化工企業等用電密集地區的工業熱點監測，如：發電機組、變壓器、高壓開關、輸電電纜/電纜接頭、電纜（溝）廊道等。軟件專家系統通過在線溫度和溫度場分布，可分析用電荷載，電氣運行狀態等，并根據設置輸出報警信號。 

系統由光纖光柵溫度傳感器陣列、傳輸光纜、光纖光柵溫度解調儀及監控計算機組成。傳輸光纜將被測點的溫度信息通過光纜傳輸到監控室內，由溫度解調儀進行信號解調，解調后的信號通過RS232(或RS485、USB、以太網)等接口傳給監控計算機進行數據處理、故障診斷及報警等。
(1)產品特點：
1.無電監測，本質安全
2.不受電磁干擾，電絕緣性好；
3.抗腐蝕，耐高溫，實用壽命長；
4.體積小、質量輕，對結構影響小，易于布置；
5.檢出量是波長信息，實現絕對測量，檢測精確度高；
6.信號不受光強影響，對環境干擾不敏感，系統穩定性好； 
7.系統基于波分復用技術，易于實現分布式測量；
8.信號衰減小，可光纖遠距離傳輸，實現實時遠程監控。
(2)技術指標：

型號	MS-GXWD-6001	MS-GXWD-6002	MS-GXWD-6003	MS-GXWD-6004
最大傳輸距離	40 km
通道數	1	2	3	4
最大測溫點數	20	40	60	80
測溫范圍	-20～+130 ℃
精　度	±0.5 ℃
分辨率	0.1 ℃
溫度刷新頻率	1 Hz
接口類型	RS232/RS485/USB/以太網
電源輸入	220V±10％/50Hz