10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
10kV高压开关柜无线测温技术
10kV 高压开关柜无线测温技术摘要：在电力系统当中，10kV高压开关柜是一项非常关键的内容，其运行质量会对整个电力系统的安全、稳定运行造成直接的影响，但在实际运行中，受到诸多因素的影响，10kV高压开关柜非常容易出现发热故障，从而对其正常运行造成不利影响。
而为了对这种情况加以改善，还需要利用无线测温技术对10kV高压开关柜进行实时的监测，使故障隐患能够及时的排除，这对于电力系统的安全、稳定运行具有非常重要的意义，所以，有必要针对相关内容进行深入的研究。
关键词：10kV；高压开关柜；无线测温技术1无线测温的原理无线测温的原理根据温度传感元件的不同可以分为热敏电阻温度传感器、红外测温传感器、半导体传感器、声表面温度传感器以及无源无线温度传感器，下面笔者将做进一步的分析。
1.1热敏电阻温度传感器热敏传感器的原理就是阻值会随着温度的变化而发生改变，通过阻值的大小来反映出温度的高低。
热敏传感器的优点是灵敏度比较高；缺点是热敏电阻值和温度的线性关系比较差，元件容易老化，使用的寿命相对比较短，随着使用寿命的缩短，精准度和稳定性会慢慢变差。
1.2红外测温传感器红外测温传感器主要利用黑体辐射的定律，黑体辐射的定律:任何物体只要是高于零度，就都会发出红外线。
红外线测温传感器的特点是采用的非接触式测量，测量探头和被测量的物体之间不需要任何遮挡物，也不需要做绝缘处理；缺点是在测温的过程中容易受到温度、湿度、辐射等因素的影响。
1.3半导体传感器半导体传感器主要是将PN作为测温的元件，原理是PN会随着温度的变化而变化，加强恒定电流，通过运行中输出电流的大小来反映出柜内的温度。
半导体传感器的精准度相对比较高，但是灵敏度相对热敏电阻要低一些，半导体传感器反映的时间要比热敏电阻更长一些。
半导体电阻的优点是不易老化、使用的寿命相比较长，具有很高的可靠性。
1.4声表面温度传感器声表面传感器最大的特点就是测温的方式为无源测量方式，通过无线传输的方式进行开关柜内的温度测量。
光纤光栅开关柜温度监测
光纤光栅开关柜温度监测1.电力测温的必要性：现代工业中，工业设备运行异常或故障通常表现出温度的异常变化。
发电厂，变电站的高压开关柜是重要的电器设备。
在设备长期运行过程中，开关柜中的动静触点结合处和母线排连接处等部位因氧化、松动等因素造成接触电阻过大而发热，形成一个恶性循环，而这些发热部位就成为了故障事故发生的隐患，一旦发生电器设备安全问题，将造成巨大的经济损失；2.温度监测的难点：由于开关柜为密封的状态，无法直观看到内部运行状况；而开关柜一旦运行，很难出现停电的状况，因此也无法进行停电状态下的人工巡查：其一：电阻式传感器由于本身带电和传输线路带电，在紧凑的开关柜内，要实现系统可靠绝缘监测困难重重，因此导致也无法直接在高压开关柜内部使用；其二：目前常用的手持式红外热成像仪是一种非接触式测量手段，需人工操作，无法实现不间断在线测量，感测的是待测物体表面的辐射热能值，易受温度、气氛、污染和干扰等因素的影响；对于高压开关柜运行过程中内部的真实温度情况无法反映；3.监测的方式：光纤光栅温度在线监测系统能同时满足绝缘性、接触式、长期运行、实时监测高压开关柜内部过热点的条件，具有极高的可靠性和安全性，能在事故酝酿的初期阶段发现隐患，为客户得到第一反应时间；可以实时的监视设备运行状况，为维修、更换提供可靠的依据，实现高压开光柜的预知维修；4. 光纤光栅温度在线监测系统的特点●实现绝缘在线监测：安装在高压开关柜内部的传感器采用先进的绝缘耐压材料封装，且整体系统是基于光纤的信号采集和传输系统，全光监测，测量现场实现无源监测；●实现接触式监测：异于传统的非接触式测量，光纤光栅温度测量方式将温度传感器直接粘贴在监测点上，实现24小时实时在线接触式测量，并且无源器件不受电磁干扰，监测精度高；●实现状态维修和数字化变电站：当前变电站工作人员利用热成像仪，定期的对供电设备进行温度巡回检测，一是费时费力，并且不能及时发现设备的隐患；二是成本高，一套热成像仪至少是15－16万元；三是受人为的因素影响大，很容易漏测。
基于光纤光栅温度传感器的高压开关触头温度测量
基于光纤光栅温度传感器的高压开关触头温度测量1 引言高压开关柜隔离触头的温度监测一直是电力工业安全运行的重大课题之一，但是由于触头处在强电磁场、高电压环境中，所以目前的监测方法都是围绕何实现系统的抗强电磁场干扰和高电压的隔离问题，主要方法有感温纸测温、红外温度测量、F-P 光学式测量、感应窃电方式测量、光纤传输方式和红外无线传输等。
而光纤光栅传感器集测量和传输于一体，采用光波的形式进行测量和传输，具有体积小、重量轻、传输损耗小、不受电磁场干扰和良好的绝缘性能等优点，因此非常适合高压开关柜的触头温度测量环境。
基于以上优点，本文提出了一种采用光纤光栅温度传感器的触头温度测量方案，同时采用合理的安装技术解决了应变交叉敏感的影响。
2 光纤光栅传感器原理光纤光栅传感器既能实现温度的测量，又能实现应变的测量，这两个物理量都能引起光纤光栅布拉格波长的变化。
光纤光栅的温度传感特性是由光纤光栅的热光效应和热膨胀效应引起的，热光效应引起光纤光栅的有效折射率的变化，而热膨胀效应引起光栅的栅格周期变化。
当光纤光栅传感器所处的温度场变化时，可推导出温度对布拉格波长变化的影响为式中 a 为光纤的热膨胀系数，主要引起栅格周期的变化，取5.5′10-7;x 为光纤的热光系数，主要引起光纤的折射率变化，取5.5′10-6。
光纤光栅传感器的应变特性是弹光效应和弹性效应共同作用的结果，弹性效应会改变光栅的栅格周期，弹光效应会改变光纤的有效折射率，其传感特性可以表示为[13]。
式中Pe 为光纤的有效弹性系数，Pe =0.22。
正因为光纤光栅传感器既能测量温度又能测量应变，所以在对高压开关柜隔离触头实行温度测量时，就要想办法屏蔽由于开关柜振动引起的应变对温度测量精度的影响，这就是光纤光栅传感器的应变交叉敏感。
3 触头温度测量系统方案3.1 光纤光栅传感器的安装高压开关柜的断路器分为移。
高压开关柜温度监测系统解决方案
高压开关柜温度监测系统解决方案1.背景概述高压开关设备是高压开关与其相应的控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持等部件及其电气和机械的连接组成的总称，是电力系统一次设备中唯一的控制和保护设备，是接通和断开回路、切除和隔离故障的重要控制设备。
高压开关刀闸等部位的连接是否紧密，开关表面是否氧化腐蚀、紧固螺栓是否松动等问题都无法在运行时发现，而这些可能造成高压开关过热甚至出现严重事故。
通过对触头的在线温度监测避免事故的发生，成为输配电部门提高电力安全的一个重要工作之一。
2.系统简介2.1.系统结构高压开关设备触点温度光纤在线监测系统分两大部分：站内传感器部分和控制室内光纤监测服务器，两部分间由光缆连接。
图1 系统拓扑结构2.2.传感器在开关柜内的安装高压开关柜内部空间狭小且有强电磁干扰，所以不适合一般的传统传感器。
但光纤光栅传感器结构简单、尺寸小、抗电磁干扰、对被测介质影响小和拆装方便，可以直接安装在高压开关柜触头内。
传感器之间以串接的方式相连，通过光缆接入控制室内的监测服务器。
光纤光栅良好的特性为长期的安全监测提供了可靠的保障。
图2光纤光栅传感器现场安装图2.3.光纤监测服务器光纤监测服务器是整个监测系统的数据采集、分析的枢纽。
监测服务器的运行能达到以下的目标：对每个高压开关柜六个触点的最高温度值实时测量、显示；测量精度为±0.5℃，分辨率为0.1℃；多级预警、告警阈值设定；根据设定的阈值，进行多级预警、告警；能够对测试的数据进行存档、分析，并针对每台设备建立独立数据库；按照用户的需求，进行相应的记录、报表和打印；提供局域网接口，能够嵌入到其他控制系统。
图3监测软件界面3.系统性能特点实时在线监测：所有监测点的单次测量时间小于1秒，最快小于3ms；无人监测：监测站全自动监测，无需现场值班人员；全光测量：监测信号为光信号，传感信号不受电磁干扰；测量精度高：测量精度±0.5℃，测温分辨率0.1℃；性能可靠稳定、寿命长：核心器件全部进口，具有相当的质量保证，MTBF>5年；方便定位：通过独有的软件关联技术，能够快速的定位测点的区域或者具体的物理位置；安全性高：整个信号的处理及控制单元处于远离工作区域的控制室，传感器对温度信号的采集在无电情况下进行，本征更安全；良好的兼容性：通过各种通讯接口（串口、网口等），可实现与外部系统的良好结合，提高系统之间的数据交换兼容性和速度。
唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用
唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用随着现代电力系统的不断发展，对于高压开关柜的安全性、可靠性以及维护保养的效率提出了更高的要求。
在传统的高压开关柜温度测量中，不仅存在着温度测量的不准确性问题，同时还存在着对于高压开关柜内部状态的监测不全面等缺陷。
而光纤测温技术的出现，完全解决了这些问题。
本文主要讨论唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用。
一、光纤测温技术光纤测温技术是指通过将激光光束或光导纤维置于测量温度的环境中，根据光学特性变化量检测出温度变化。
其优点在于高度可靠、无电磁干扰、响应迅速等特点。
它的工作原理是：测量场合温度变化时，传输介质(光线)的折射率也会产生变化，而折射率的变化则会影响传输速度和传输模式，进而改变光导纤维输出的光功率比例等特性。
由此，通过测量输入和输出的光功率，然后根据它们的转化比例反算出温度值。
二、唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计方法1. 系统概述该光纤测温系统主要由温度采集模块、信号处理模块、数据传输模块以及显示模块等组成，其中温度采集模块主要由光纤温度传感器和模块化小型温度测量仪器以及配套的测量控制器组成。
信号处理模块主要由信号放大、压缩、滤波以及温度计算等功能模块构成。
数据传输模块主要由网络通讯、远程数据采集、实时数据共享以及互联网接入等技术实现。
显示模块则是通过实现数据可视化与数据动态展示以及声光报警等功能来激发用户的使用兴趣。
2. 系统实现方案（1）传感器及检测器的选择传感器的选择是该系统实现的关键。
在此系统中采用（PTFE）聚四氟乙烯保护套服防腐蚀、光导纤维穿线式、柔性、高温工作等特点的光纤传感器。
在数据的采集上，对于传感器采集光线进行高灵敏度、高线性、高稳定性的检测，因此需要选择尺寸小的光电二极管。
同时，对于激光等光源进行放大、压缩等信号处理时，需要采用高精度的类比信号处理器。
（2）数据传输方案设想考虑到该系统实施需要将采集的数据实时传输到处理器中进行处理，因此，本文考虑基于协议的计算机网络通信方案，采用HTTP协议进行数据的传输。
KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统技术方案四川安普光控科技有限公司二〇一三年十二月1概述电力设备在正常工作时都会产生发热现象。
线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。
长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。
尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。
目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。
光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。
光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。
作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点：1) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所；2) 灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段；3) 重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间；4) 测量对象广泛，对被测介质影响小；5) 易于组网，实现远距离分布式测量。
2系统设计目标光纤光栅测温系统必须满足：实施探测开关柜触头温度准确定位异常温度开关柜地址；光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头；A,B,C 三相静触头；开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
3系统设计范围本系统设计包含针对本次系统的整体设计、设备供货、安装指导、调试开通、配合验收以及设备保修等服务。
浅谈智能化变电站10kV高压开关柜在线测温技术
浅谈智能化变电站10kV高压开关柜在线测温技术摘要：随着时代的发展，越来越多的设备逐渐走向智能化，变电站也是如此。
在智能化变电站中，分析其基本结构以及基本运行方式，进而能最终实现10kV高压开关柜在线测温技术的投入使用。
本文在这前提下，主要介绍10kV高压开关柜在线测温技术的重要内容，同时分析该技术的实际应用过程，期望以供参考。
关键词：智能化变电站；测量温度；高压智能化变电站主要是电力系统直接向10kV配电网合理分配电气的设备，在时间较长的条件下，部分高压开关柜很可能通过4000A的电流。
在较高的工作电流和高压开关柜内部各插头发生位置偏移、动静触头较为松动、不合理的用料等因素的影响下，造成相应的电阻明显增加，进而导致10kV高压开关柜的内部严重发热。
我国对10kV高压开关柜具有严格规定（提供的产品应该符合国家鉴定文件或同有效证明文件）：如果超过允许的温度值，则会严重影响10kV高压开关柜的运行效率，从而造成事故。
因此，采取有效的在线测温技术，准确、实时监测10kV高压开关柜的内部温度是至关重要的。
一、10kV高压开关柜在线测温技术的基本内容与特点一般情况下，10kV 高压开关柜的柜体是全封闭式，其柜内所含有的空间范围很小，柜中包含较多的设备，造成电气设备之间的安全距离很短，这在一定程度上导致测温工作难度明显增加。
传统测温技术（温度传感器传送被监测点温度时，将自身编号ID也进行传输，当传输到计算器时，则会自动显示各监测点温度）大多存在或多或少的问题，如果使用传统测温技术对10kV高压开关进行测温操作，一般不能达到良好的效果。
因此，研究新型在线测温系统是很有必要的。
（一）原理10kV高压开关柜在线测温技术的工作原理为：采集器通过利用天线对SAW （表面声波）传感器传输无线电磁波信号，该传感器收到电池波信号后，叉指换能器（广泛应用的有效瑞利表面波换能器）就会引发声表面波，使得声表面波能顺着电压基材表面传递到反射区，再传递回叉指换能器，最终让叉指换能器利用天线，对采集器发射反向电磁波，最后采集器进行接收即可[1]。
电力系统10KV开关柜多点测温技术研究
电力系统 10KV开关柜多点测温技术研究摘要：本文介绍了近几年兴起的10KV开关柜多点测温技术原理及应用，分析了多点测温技术的意义及对开关柜保护的影响。
关键词：电力设备、继电保护、多点测温、无线测温。
多点测温技术的兴起。
开关设备是输配电系统中的关键设备，一旦发生事故，将会引起局部或较大地区停电，因此这些设备运行一段时间后或运行中必须进行必要的检查和维护。
在正常运行时，高压电器导电回路长期通过工作电流产生热能，，使电器材料的温度上升，此时温升一般不会超过规定范围，但导电回路一旦发生接触不良，会使温升超过规定范围，使电器材料的机械强度、物理性能下降，甚至造成电气事故。
随着经济的发展，科技的进步，人们对安全生产的要求越来越高。
传统的10KV综保装置可以将发生故障的设备及时切除电源，保护设备以及人身安全。
相对于亡羊补牢人们更喜欢防患于未然，配合综保装置，能将设备“状态”及时传送给运行人员，将会更好的保护10KV开关柜。
多点测温技术顺时而生，它能测出开关柜触头及电缆的温度，及时将温度信息传送至运行集控室，便于运行人员检查开关柜的温度“状态”及趋势。
运行人员根据开关柜触头及电缆温度的变化可以判断开关柜运行的状态是否良好，从而避免了因温度不断升高而引起的设备故障，起到了防患于未然的作用。
多点测温技术原理及种类。
手车式开关柜目前在配电系统中普遍使用，在高压断路器手车式开关柜结构中，静触头、动触头是一个主要原件，在动触头与静触头接触时，他们之间有一个接触电阻，如果该接触电阻过大，温升会超过规定值，从而加速动、静触头接触处氧化、弹簧松弛，氧化结果又导致接触电阻增加，这样又促使发热加大，温度增加，甚至引起电弧烧损。
多点测温技术就是为了避免此类事故而发明的，其原理大体分为两类。
一是红外辐射的非接触式测温。
红外测温是利用所有温度高于绝对零度的物体都会辐射红外能量，并且所辐射红外能量的多少和物体温度的高低成正比这一原理工作的。
10KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统技术方案四川安普光控科技有限公司二〇一三年十二月1 概述电力设备在正常工作时都会产生发热现象。
线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。
长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。
尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。
目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。
光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。
光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。
作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点：1) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所；2) 灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段；3) 重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间；4) 测量对象广泛，对被测介质影响小；5) 易于组网，实现远距离分布式测量。
2 系统设计目标光纤光栅测温系统必须满足：➢实施探测开关柜触头温度➢准确定位异常温度开关柜地址；➢光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头；A,B,C 三相静触头；开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
3 系统设计范围本系统设计包含针对本次系统的整体设计、设备供货、安装指导、调试开通、配合验收以及设备保修等服务。
开关柜测温技术方案
光纤光栅开关柜测温系统技术方案2011目录一、前言 (3)二、系统简介 (3)1.1系统结构 (3)1.2系统特点 (4)1.3系统参考标准 (4)三、技术方案说明 (5)3.1、35KV变电站 (5)3.2、110KV变电站 (5)3.3、系统配置清单 (7)四、系统主要设备技术指标 (7)1.4光纤光栅温度传感器 (7)1.5光纤光栅传感智能解调仪 (8)五、软件功能 (8)六、施工方案 (9)6.1施工原则 (9)6.2施工组织结构 (10)6.3施工进度计划 (10)6.4系统设备安装 (10)七、项目管理目标保证措施 (11)7.1质量保证措施 (11)7.2工期保证措施 (12)八、售后服务及技术支持 (12)一、前言发电、用电迅猛增长的现状，使我们必须清醒地意识到一个重要问题——安全。
电力系统的安全、稳定的运行，是电力系统控制的根本目标，也是电力市场交易的先决条件，为保证电力系统的安全运行，电力系统热故障诊断受到人们的普遍重视。
据统计，供变电故障主要出现在以下几方面：电厂及变电站中高压开关柜的三相电路温度及刀闸温度异常。
电厂和变电站的高压电缆、电缆端头、中间头的温度异常。
电厂中发电机组及汽轮机等大型机械的轴温温度异常。
传统的温度监测方法主要采用热电偶、热电阻、半导体等温度传感元件来实现的，这些测温方式要么传感器本身带有金属，要么需要金属导线传输信号，在紧凑的开关柜内，要实现系统可靠的绝缘是非常困难的。
而对于非接触式的红外测温方式，它易受环境及周围电磁场的干扰，目前常用的是利用手持式红外热成像仪或点测仪进行人工非在线式温度测量。
当需要在线监测时，由于红外测温探头需要与被测点保持一定的距离，探头的安装以及温度信号的传输同样非常困难。
光纤光栅温度传感器采用光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）作为测温敏感元件，由于光纤具有优异的绝缘性能和抗电磁场干扰性能，可直接将传感器安装到开关柜内的裸露触点上，从根本上解决了上述难题。
光纤测温技术在变电站高压开关柜中的应用概要
许多电气事故是由于设备或连接处过热而发生的,并且几乎所有的电气故障都伴随着故障点温度的变化。
高压开关柜由于过流或接触不良造成触头、接点过热是一种严重的事故隐患,轻者造成线路断电,重者引发爆炸和火灾,严重影响生产安全。
从过热开始到事故发生一般会有一段时间过程,如能及早发现温度异常并及时处理,将大大减少电气事故。
对电气设备的运行温度,尤其是敏感位置温度的监测是故障预警和预防事故的重要手段。
衡水供电公司大营变电站采用了“变电站高压开关柜光纤在线测温系统”,可以将感温光纤直接安装在开关柜的静触头、母线、接点上,实时、准确、连续地监测各点的运行温度,从根本上解决金属全封闭开关柜不能进行红外测温的问题。
监测数据通过网络上传,实现远程监控,在出现过热时发出预警,指导消缺检修,把事故消灭在萌芽中。
1 原理简介“变电站高压开关柜光纤在线测温系统”采用分布式光纤感温方式,其原理是利用光在光纤中传输时产生的自发喇曼(Raman 散射和光时域反射(OTDR 原理来获取空间温度分布信息。
当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时,它在光纤中向前传输的同时不断产生后向喇曼散射光波,这些后向喇曼散射光波的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变,散射回来的后向喇曼光波经过光学滤波、光电转换、放大、模 -数转换后,送入信号处理器及计算机,系统便可将温度信息实时显示出来,同时根据光纤中光波的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位。
2 系统构成“光纤测温系统”由位于集控中心的一台“变电站温度监测服务器”(以下简称“测温服务器”与位于变电站的“光纤测温子系统”(以下简称“测温子系统”构成,利用公司现有的 MIS 网作为数据传输的通道。
“测温服务器”的功能是:通过网络定时自动采集变机、显示器、测温光纤等设备。
完成变电站内各监测区域及监测点的温度采集功能,并具有显示、存储、报警阈值设定、通信和报警功能。
当某个监测点发生过热异常时, 变电站内的测温子系统发出报警信号,同时向测温服务器发出报警信息,测温服务器收到报警信息时,显示该报警信息并发出报警信号。
高压开关柜在线测温系统设计
１ 测温技术概述
１ ． １ 示 温蜡 片 测温 技术
示 温腊片测温属于接触 式测温方法。示温腊片测温 方法简单、经济 ，但存在 易脱落、测量精度低 、需要人 工巡查 温度 ，不 能实时监控 等问题 ，应用有很大局限 。 １ ． ２ 红外 测 温 技术 利用待测触 点不 同温度 下红外辐射不同的原理 ，将 光学设备聚焦于待测设备的触 点，采集该测点热红外辐 射，再通过一套光 电转换系统将测量 的红外辐射值转换 为 电信 号，该 电信号再经换算转变为被测 目标 的温度值
水利工程 建设人员还应 不断加 强 自身的生态环境保 护
意识，做好生态环境保护法规及知识的宣传 ，呼吁更多
的群众参与到生态环境的保护工作中来 。
水 利水 电建设 的工程师们必须进 一步树立好 生态环境 的保护意识，正确认识和掌握水利工程建设给生态环境
造成的 巨大影响 。
参 考 文 献
低 压侧 的绝缘 问题和红 外测温法 无法监测柜 内触 点温 度 的难题 。
ｆ １ 一
３ ． １ 总体 方 案设计
ｍ
图 １ 光 纤光 栅测温原 理
３ 基于光纤的开关柜在线测试系统设计
结 合需求 分析和 实际应用 情况 ，设计 系统 总体 方 案。它从结构上可分为三个层次。 （ １ ）数据采集层 ：主要包括光纤光栅温度传感器、
。
２ 光纤传感测温技术分析
２ ． １ 光 纤传 感器 的特 点
光纤传感技术是一种先进的多学科交叉技术。与其 它传 感器相 比，它有很多优 点：① 它可用作长期可靠 的 连续在线检测 ；②它适 于在 电力等危 险场合进行对安全 和生产状态参数的监测 ；③它体积小 、重量轻 ，适用于 诸如开关柜 内、地 下电缆的温度监控 ；④它具有 一线多 点功能，即一根光纤可 以对多个点做多变量测量能力 。
电力开关柜光纤测温系统(资料集)
电力开关柜光纤在线测温方案上海铂珏传感科技有限公司目录1 前言 (4)2 上海铂珏传感科技有限公司简介 (4)3 电力设备在线测温概述 (5)3.1 电力设备温度监控的意义和必要性 (5)3.2 电力设备在线测温现状及发展趋势 (6)3.3 电力设备温度监控关键技术分析 (8)4 BJ-FBG-POWER01变电站封闭式开关柜在线测温系统介绍 (9)4.1系统概述 (9)4.2 BJ-FBG-POWER01变电站封闭式在线测温系统构成与说明 (10)4.3光纤在线测温与无线在线测温技术的差异 (11)5开关柜光纤在线测温方案设计................................................................................. 错误!未定义书签。
5.1监测方案设计介绍.......................................................................................... 错误!未定义书签。
5.2光纤光栅在线测温报警系统介绍................................................................. 错误!未定义书签。
5.3系统配置清单 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
5.4 光纤光栅测温系统特点 (17)5.5 系统设备及附件规格型号说明 (18)5.6 电力开关柜光纤在线测温系统软件功能 (21)6 开关柜光纤测温系统建设综合说明 (25)6.1本系统组成介绍 (25)6.2传感器与传输系统 (26)6.3电力传感器施工安装调试说明 ..................................................................... 错误!未定义书签。
10kV高压开关柜无线测温技术分析
10kV高压开关柜无线测温技术分析摘要：我国电力行业自改革开放发展至今，其建设技术和建设规模已经处于世界领先水平，遥遥领先其他发展中国家。
保障电力系统稳定安全运行的一个重要部分为高压开关柜。
高压开关柜的运行状态非常关键，因为整体温度太高会逐渐损耗其电气设备。
关键词：10kV高压开关柜；无线测温技术引言电，是我国整体经济建设中非常重要的基础能源，其发展关系到我国整体民生。
温升是影响开关柜运行性能的重要因素，尤其是大电流开关柜，温升指标尤为重要。
造成开关柜温升超标的因素很多，设计、生产过程中选用的导电材料电导率不满足要求、导体连接接触表面处理工艺及紧固螺栓的安装工艺要求不当、运输及运行过程中的机械振动等，都会使开关柜动静触头、母线栓接等导体连接处的接触电阻逐渐增大，从而导致温升超标、绝缘破坏，甚至引发重大事故。
1 10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计1.整体设计，选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
根据10kV高压开关柜的安全运行需求，10kV高压开关柜的整体设计必须从体积、绝缘性能、成本以及可靠性等方面给予考虑。
针对系统的设计分析，主要由3部分组成，即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理控制。
这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头，并提供了蓝牙数据传输通道。
由于选取了CT互感器作为高压侧电源，DS18B20温度传感器测量触头温度，系统由此能够准确反映触头温度变化。
2.温度传感器的选择，一般工业场所使用的温度传感器主要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。
明确的温度测量范围值，可以认知其传感器的适应温度环境的变化程度。
结合设计成本和难度，绝大多数?10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用DS18B20温度传感器。
究其原因，主要是其DS18B20温度传感器的价格比较实惠，同时具备高精度测量、简便的测温路线以及使用拓展性方便的优势。
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遂宁市220KV双堰变电站开关柜光纤光栅测温系统技术方案四川安普光控科技有限公司二〇一三年十二月1 概述电力设备在正常工作时都会产生发热现象。
线路、设备等的连接处由于环境影响，加工工艺等原因使连接部分压接不紧、压力不够、触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻变大，发热现象会更加明显。
长期如此会加速电力设备线路等的老化，引起电力设备的绝缘性能下降，严重的还能触发电弧短路，降低设备使用寿命，引起重大的电力事故。
尤其是隔离开关活动的动、静触头部分、主变引线、电缆头发热现象比较突出，故障率高，每年均有此类问题发生。
目前监视方法仍靠工作人员定期完成的，费时费力，工作效率极低，而且不能及时发现潜藏的隐患，有些电力设备的焊点与接头位于不便触及的里端，这又给检测人员带来了极大的不便。
光纤光栅传感技术是近年来发展起来的一门崭新的技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而派生的全新概念的传感技术。
光纤光栅传感器通过辨析光波长来检测、度量外界物理量的变化。
作为传感器家族新成员，光纤光栅传感器具有以下明显的优点：1) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、安全性好——对电绝缘，适合高电压场所；2) 灵敏度高，温度精度高，寿命长，综合性能全面优于现有监测手段；3) 重量轻、体积小、可挠曲，适用于狭小空间；4) 测量对象广泛，对被测介质影响小；5) 易于组网，实现远距离分布式测量。
2 系统设计目标光纤光栅测温系统必须满足：➢实施探测开关柜触头温度➢准确定位异常温度开关柜地址；➢光纤光栅测温系统应能及时、准确的检测开关柜中A,B,C三相电缆头；A,B,C 三相静触头；开关柜内部环境实时温度，温度异常报警信号可通过光纤光栅测温主机传送给仪表操作室现有的火灾控制器，实现报警并在消防值班室的工控机显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
3 系统设计范围本系统设计包含针对本次系统的整体设计、设备供货、安装指导、调试开通、配合验收以及设备保修等服务。
其中系统设备包含光纤光栅测温主机（AP-DTS800）、光纤光栅传感器（AP-DTS800A）、AP-PSTO绝缘增爬器及其他安装附件。
4 系统设计优点1）绝缘耐压性强：在电力系统尤其是高压和超高压系统中使用的设备，首先要满足绝缘耐压的要求，即不能降低原有设备的电压等级和安全特性，基于光纤光栅原理的AP-DTS800光纤光栅在线测温系统在监测现场为全光测量，并且采用加涂特氟龙高性能特种涂料的特殊光缆完全满足高压开关柜内的绝缘耐压要求。
2）C+L宽光源：我公司DTS100光纤光栅传感分析仪采用C+L宽光源，输出光功率稳定性好，功率损耗低，使用寿命长；波长覆盖范围广1525nm-1610nm 。
AP-DTS800光纤光栅传感分析仪每通道可连接最多40个光纤光栅温度传感器（采用普通光源的光纤光栅传感分析仪每通道最多连接25个光纤光栅温度传感器）。
3）防污闪：在高压开关柜这样的有限空间内，如何保证光纤留有足够的爬电距离是该系统能否保证原有系统安全的一大关键。
四川安普光控科技有限公司提供的AP-DTS800A光纤光栅温度传感器采用耐污性能优良的硅橡胶外套光纤进行信号传输，从而保证了系统的安全性。
DTS800A光纤光栅温度传感器加装防闪络绝缘增爬器（绝缘子），彻底解决光纤测温系统中由于光纤的接入可能存在的闪络问题，保障整个光纤测温系统在最恶劣的环境中也可以安全运行4）故障点准确定位：传统的光纤测温方式定位精度低，而且为了定位需要将5米光纤盘成一个盘来安装，不仅安装复杂，而且测量周期很长，还有很多隐患。
而光纤光栅测温系统由于采用了光纤光栅做测温敏感元件，所以可以通过光纤光栅温度传感器来准确定位，对过热相或温升异常相进行报警，不仅可以测温，同时还可以通过温度的监测间接判断小电流接地端，作为小电流接地监测的补充。
5）实时探测报警能力：传统光纤测温方式，如测温点在40点到100点之间，则测温周期在几分钟到半小时之间。
采用新型的光纤光栅测温系统，全部测点测温周期小于50毫秒，充分的保证报警的及时性，同时由于测温周期短，可以在报警系统中引入温升趋势报警，提高了报警的可靠性和前瞻性，提高电力设备的安全性。
6）系统稳定性高：光纤光栅测温系统的整体结构简单，只有光纤光栅温度传感器和分析仪两大主要部分组成，因此无中间环节，而测量现场为全光测量，完全不受强电场和强磁场的干扰，保障了系统的稳定运行。
7）高可靠性：光纤光栅测温系统与传统测温方式相比有无误报、无漏报的特点，这是由于光纤光栅只对温度敏感，因此无论是其他条件发生何种变化，都不会对光纤光栅测量的准确性发生影响，另外，光纤光栅的加工方式采用物理加工的方式，因此，一旦产品完成后，除非破坏不会产生零点漂移，所以光纤光栅测温系统不需要向传统的测温系统那样，定期进行零点标定，从而非常方便于维护。
5 系统设计规范光纤光栅测温系统的设计符合下列规范：GB 2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程试验A（低温试验方法）》GB 2423.2 《电工电子产品基本环境试验规程试验B（高温试验方法）》GB 4208 《外壳防护等级的分类》GB/T 5226.1 《工业机械电气设备第一部分：通用技术条件》GB 5080.1 《设备可靠性试验总要求》GB/T 11022-1999 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》GB/T 17626-1998 《电磁兼容、试验和测量技术》GB/T 17626.2 《静电放电抗扰度试验》GB/T 17626.3 《射频电磁场辐射抗扰度试验》GB/T 17626.4 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》GB/T 17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》GB/T 17626.6 《射频场感应的传导骚扰抗扰度》GB/T 17626.8 《工频磁场的抗扰度试验》Q/CSG 1 0011-2005 220kV~500 kV 《变电站电气技术导则》6 系统设备技术指标和性能6.1 光纤光栅测温主机品牌：四川安普型号：DTS800●通道数：1-128●测温精度：±0.5℃●测温分辨率：0.1℃●测温速率：20Hz●传感器光纤最大传输距离：40km●通信接口：10/100M自适应以太网●报警接口：1)光电隔离继电器输出2)手机短信报警模块3）语音报警音频接口●供电电源：AC：220V /50Hz●工作环境温度：-10℃～+50℃●机箱：标准19英寸工业机箱6.2 光纤光栅传感器（DTS800A）●测温范围：-55℃～200℃●最大耐温能力：220℃●温度分辨率：0.1℃●精度：±0.5℃●响应时间：<2S●光缆最大传输距离：40km6.3 AP-PSTO 绝缘增爬器气候潮湿地区，盐雾严重的沿海地区以及重工业集中、空气污染严重的区域，开关柜的运行环境相对恶劣。
开关柜在长期运行过程中，由于水汽，尘埃，盐雾等的积累，导致内部绝缘部件尤其是表面绝缘强度大大降低，甚至发生闪络导致表面击穿，从而引发事故的发生。
AP-PSTO 系列防闪络绝缘增爬器的应用，彻底解决光纤测温系统中由于光纤的接入可能存在的闪络问题，保障整个光纤测温系统在最恶劣的环境中也可以安全运行。
AP-PSTO 绝缘增爬器可应用于220kV 及以下电气系统。
在工厂内与光纤感温传感器以及传输光纤预装配为一个整体部分， 不增加任何现场安装工序。
AP-PSTO 亦可以加装在已经运行的光纤测温系统中，彻底解决原有测温系统可能存在的绝缘安全隐患。
型号AP-PSTO AP -PSTO AP -PSTO 额定电压等级 15 kv 35kv 110kv 适应污秽等级 ⅣⅣⅣ7 传感器安装步骤1. 清洁被测物体表面将被测物体表面的灰尘、铁锈、污物等清理干净，如果有条件可以用酒精棉擦试被测物体表面，直到擦拭干净为止。
2. 盘纤对于被测物体表面只能采用单端出光缆的测点位置，将传感器固定好，光缆按照图所示盘纤，盘纤直径不小于50mm ，盘完以后顺着开关柜用扎带分段捆扎。
3. 固定捆扎传感器感温区传感器主体耐高温光缆绝缘扎带传感器绝缘耐高温光缆4.传感器外形如图所示，将感温区涂上适量的导热绝缘胶，安放于被测物体表面。
被测物体传感器安装固定槽安装示意图如图所示。
5.光缆接续盒熔接保护首先需要将主光缆的一端用开缆刀剥掉230mm长的外层披覆，光缆盒的一端光缆剥掉120mm长的外层披覆，其中凯氟拉的长度不小于30mm。
然后加热缩套管放进光纤熔接机进行熔接、热缩。
将熔接好的光缆盘在光纤接续盒内固定结实。
6. 接入主缆20通道温度在线监测仪光纤分线盒开关柜 1开关柜 20………工控机以太网网线20芯传输光纤6-8路光纤分线器光纤传感器搭接主揽示意图8 传感器安装实例传感器安装在10kv/35kv母排上，光缆要顺着自身母排的绝缘橡胶套走缆。
距传感器安装10cm处要用定位吸盘固定紧，尽量避免光缆在柜内缠绕。
盘圈的光缆要固定整齐，安装后要求传感器信号正常、安全无隐患。
传感器安装及走线规范图 1传感器安装及走线规范图 2传感器安装及走线规范图 3 传感器安装及走线规范图 4分路器及盘纤的安装位置通信光缆的布置接续盒内的熔接整理规范开关柜结构图9 分析仪安装安装前，检查设备使用说明书及有关文档（装箱单、装箱手册等)，针对使用要求对装箱单进行复核，确认所需部件己全部供齐。
会同客户单位人员共同对设备进行开箱点验，办理移交手续。
开箱时，对照装箱单以全部设备、零部件、附属材料及专用工具进行复核，清点，确认设备、零部件、规格、型号、数量与装箱文件和施工图纸或者合同相符，检查设备在运输过程中是否受到损伤，及时发现安装时可能发生的错误和损坏，各方有关负责人在产品接收单上签字、存档。
把分析仪、工控机安装在标准19英寸机柜上，接好短信报警模块、报警灯、用直通线把分析仪和工控机连接起来，把机柜的地脚螺钉锁紧，当心机柜倒塌。
在施工完毕后，把施工现场清理干净。
10 电力开关柜光纤在线测温系统软件功能1. 火灾自动报警自动对光纤光栅温度传感器所在区域进行实时温度监控，检测现场温度的异常波动，在火灾发生前及时报警。
2. 监测点定位液晶显示屏以电子地图方式实时显示各电力设备及相应温度监测点的编号和当前温度值以及实际地理位置，方便管理人员操作和维护。
电子地图界面3. 远程网络在线状态查询各个监测点的温度和报警信息都保存到大容量储存器中，系统按照时间将数据分为历史信息、实时信息；管理操作人员可以动态调整被监测点的实时状态监测时间间隔满足实际要求；管理操作人员可在局域网上查看各监测点的历史温度变化曲线，为决策和维护提供数据支持；温度曲线界面详细温度显示界面4. 报警设定可对开关柜触头温度的过温报警触发条件进行设定，以适用不同季节气温条件下及不同负荷条件下电力开关柜实际运行温度的差异。