KV开关柜光纤光栅测温系统技术方案
浅谈电网中高压开关柜点式光纤测温系统的运用论文
浅谈电网中高压开关柜点式光纤测温系统的运用论文浅谈电网中高压开关柜点式光纤测温系统的运用论文引言影响高压开关柜安全可靠运行的因素较多，而导电连接处的接触不良是最重要的因素之一，由于电流流过产生热量，所以几乎所有的电气故障都会导致故障点温度的变化。
变电站开关柜的动静触头、电缆接头等连接处位置由于接触不良而导致过热是一种严重的事故隐患。
近年来，35kV窑子坡变电站、35kV四台沟变电站均发生过类似的事故，轻则造成断电，重则引发爆炸和火灾，严重影响生产安全。
一般从开关柜接头过热开始到形成事故会有时间间隔，若能及早发现温度异常并快速处理，将大大减少电气事故发生率。
通过分析研究，决定应用“AT501高压开关柜点式光纤在线测温系统”,通过在线监视的方法，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，提前发现开关柜内设备接头发热的迹象，防止出现恶性事故。
1AT501点式光纤测温系统构成1.1AT501点式光纤测温系统结构该系统主要由ATS-100光纤传感器、AT501D光纤测温仪、AT501M集中监控主机等部件，以及上位监控计算机（含远程监控管理软件）、监控机柜及所需辅助设备组成。
系统结构如图1所示。
1.2ATS-100光纤传感器ATS-100光纤传感器（见图2）将被监测部位的'温度信息转换为光信号，并传送给AT501D光纤测温仪，光纤传感器的探头尺寸为目前业内最小，可直接安装在被测点上，测温准确，响应迅速。
1.3AT501D点式光纤测温AT501D点式光纤测温仪实时接收ATS-100光纤传感器送来的携带有温度信息的光信号，并解调为温度数值，实现对被监测部位的温度测量，当实际测量值大于报警设定值时发出报警信号。
AT501D点式光纤测温仪既可单机独立工作，也可多台组网使用。
1.4AT501M点式光纤集中监控主机AT501M集中监控主机（见图3）采集总线上所有AT501D的温度、报警、故障等数据，并通过以太网接口送入上层管理系统；当有火灾发生时，还可以把每个测温度的火灾报警信号通过继电器节点送入消防火灾报警系统。
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。
光纤光栅测温技术介绍
目录一、概述 (2)1.1电力测温的必要性 (2)1.2电力测温的目标 (3)1.3测温意义 (3)二、光纤光栅传感技术 (4)三、系统组成、特点、功能、规格 (6)3.1、系统特点 (6)3.2、系统功能 (6)3.3、系统组成 (8)3.4、系统规格 (8)3.5、光纤传感系统和传统传感器的比较 (10)3.5.1性能比较 (10)3.5.2功能比较 (10)四、系统应用 (11)4.1、光纤光栅温度在线监测系统在开关柜温度点监测中的应用 (11)4.1.1、光纤光栅传感原理 (11)4.1.2、光纤光栅传感系统组成 (11)4.2、分布式光纤温度传感器（DTS）在电缆测温中的应用 (12)4.2.1分布式光纤传感的原理 (12)4.2.2分布式光纤传感系统的组成 (13)4.2.3系统主要特点 (13)4.3、安装形式 (14)4.6.1电缆层温度检测光纤的敷设 (14)4.6.2电缆中间连接接头的光纤温度检测 (16)4.6.3电缆与高压柜连接的电缆头的光纤测温 (16)4.6.4开关柜中动静触头温度测量安装图 (17)4.6.5与消防系统或电力自动化系统的联动 (18)4.4、系统软件功能 (19)五、几个常遇概念的解释 (24)6.1光纤组成 (24)6.2光纤的技术参数及特性 (24)6.3安装光纤后不会降低电气设备的绝缘水平 (25)6.4温度、电磁场对光纤的绝缘水平基本不产生影响 (25)6.5过电压、凝露、污秽、盐份对光纤的绝缘水平基本不产生影响 (25)6.6分布式光纤感温故障预警系统不会对检修、预试带来任何问题 (25)6.7免维护系统 (26)六、案例效果图 (27)一、概述1.1电力测温的必要性●电力设备安全运行：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，变电站的低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；2001年，上海供电局因高压开关接头过热引起隧道火灾，大面积电缆被烧损，导致市区大面积停电事故，造成损失近千万；2002年7月26日凌晨2时许，由于电压过高，天气潮湿，位于鄂州市古楼街办五里墩村的鄂城变电站开关柜发生爆炸，造成鄂城钢铁厂两座高炉和两座转炉等主要生产车间大面积停电，损失惨重。
6kV室高压开关柜在线测温方案2016.08.20
山东华聚能源股份有限公司济二矿电厂6kV室高压开关柜在线测温方案编制：审核：批准：山东华聚能源股份有限公司济二矿电厂2016年08月20日6kV室高压开关柜在线测温方案一、目前运行状况济二矿电厂6kV配电采用6kV单母线分三段配电方式，安装39台东方公司生产KYN中臵开关柜。
在电气高压设备中，6kV开关柜多次发生柜内电气连接部位过热的事故。
断路器动静触头、母排搭接处、电缆压接处等电气设备的连接部分由于接触不良、表面氧化、积灰、等原因，在大电流通过时温度升高，导致设备老化、绝缘性能下降等问题，严重的会造成短路、损坏设备、中断供电等。
目前针对电气设备连接部分发热这一现象，主要监视方法为值班人员定期用红外测温仪、示温片等手段对设备进行定期巡检。
巡检过程中易受巡检人员责任心、巡检时间间隔、测量角度、测量部位的影响；同时只能测量裸露在外的接点温度，无法监测到电气设备内的接触点、电缆头等温度。
这一方法只能定期的监测到温度数据，不能实现实时监测，温升过高时亦不能告警；从而造成断路器动静触头、主变引线、母线搭接、电缆接头等电气接点发热现象比较突出、故障率高。
开关柜是我厂配电系统重要设备之一，高压开关柜的安全运行越来越重要，迫切需要高压开关柜具有高可靠性，安装在线测温产品可实时监测高压开关柜内部部件运行温升工况。
二、电气接点温度在线监测实施方案通过对当前国内较为认可的测温方案进行调研，将三种测温方案进行技术比对：性能比较：✧红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，需人工操作，无法实现在线测量，开关柜内的空间非常狭小，结构复杂，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面）。
✧光纤光栅温度传感器采用粘胶方式直接安装到开关柜内固定的高压电气部件上传导光纤信号，安装后高压开关柜内存在多根光纤线处于高低电位之间，有光纤表面受积灰、吸潮影响，存在爬电、绝缘击穿的隐患，光纤光栅温度传感器不能对运动中的电气设备部件温升进行检测。
基于光纤光栅的高压开关柜温度监测系统设计
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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。
采用光纤光栅传感器的温度测量与控制技术
采用光纤光栅传感器的温度测量与控制技术一、引言随着科技的不断发展，温度测量与控制技术在各个领域得到了广泛的应用。
其中，采用光纤光栅传感器进行温度测量与控制的技术因其高精度、高稳定性和抗电磁干扰能力强等优点备受关注。
二、光纤光栅传感器的原理光纤光栅传感器的原理基于光纤光栅所具备的波长选择特性。
当光纤光栅受到外力（如温度变化）作用时，其周期性结构也会发生改变，从而引起反射光的波长发生偏移。
通过测量这个波长偏移量，可以推算出温度的变化情况。
三、光纤光栅传感器的特点1. 高精度：光纤光栅传感器的精度可以达到0.01℃，远高于其他温度传感器的精度。
2. 高稳定性：光纤光栅传感器不受电磁干扰影响，具有较高的稳定性。
3. 抗腐蚀性强：由于光纤光栅传感器采用光纤作为传感材料，对腐蚀性气体和液体有较强的抵抗能力。
4. 抗干扰能力强：光纤光栅传感器的信号传输过程中不受外界电磁干扰的影响。
四、光纤光栅传感器在温度测量与控制中的应用光纤光栅传感器在温度测量与控制领域具有广泛的应用。
以下是其中几个典型的应用案例。
1. 工业领域在工业生产过程中，温度监测和控制是非常重要的一个环节。
光纤光栅传感器可以被广泛应用于高温环境下的温度监测和控制，如冶炼、玻璃制造等行业。
光纤光栅传感器精准的测量结果可以为工业生产过程提供重要参考，确保产品质量和工作环境的安全。
2. 医疗领域在医疗行业中，温度测量与控制同样至关重要。
光纤光栅传感器可以被应用于体外或体内的温度测量，如耳温计、心脏导管等。
通过采集患者体内或设备表面的温度数据，医护人员可以实时监测患者体温的变化，并采取相应的处理措施。
3. 环境监测光纤光栅传感器还可以被用于环境温度的监测与控制。
例如，可以将光纤光栅传感器应用于辐射监测、大气温度监测等环境监测领域。
通过实时监测环境的温度变化，可以及时预警并采取相应的环境改善措施，保障人员和设备的安全。
五、光纤光栅传感器的发展趋势随着科技的不断进步，光纤光栅传感器也在不断发展，具备了更多的功能和特点。
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。
光纤光栅温度监测系统设计及其在高低压开关柜中的应用的开题报告
光纤光栅温度监测系统设计及其在高低压开关柜中的应用的开题报告一、选题背景随着电力系统的发展，电力设备越来越多地应用于各种恶劣的环境中，而高低压开关柜则是电力系统中不可或缺的设备。
由于电力系统工作的特殊性，开关柜在长期的实际运行过程中，往往会受到各种因素的影响，如温度、湿度、电磁场等，因此引起了对开关柜的实时在线监测的需求。
温度作为影响开关柜运行稳定性和可靠性的重要因素之一，是开关柜在线监测的重要参数之一。
光纤光栅因其具有高精度、高分辨率、可在线测量等优点，成为了一种较为理想的温度测量技术。
因此，本文选择光纤光栅技术为基础，设计开发一种光纤光栅温度监测系统，并将其应用于高低压开关柜的温度监测中。
二、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 光纤光栅技术的原理及其在温度测量中的应用：介绍光纤光栅技术的原理以及其在温度测量中的特点和应用。
2. 光纤光栅温度传感器的设计与制作：分析温度传感器的设计需求和设计流程，研究制作光纤光栅温度传感器的关键技术和工艺。
3. 光纤光栅温度监测系统的设计：设计实现一套基于光纤光栅技术的温度监测系统，包括传感器采集、信号处理和数据显示等功能。
4. 系统的应用测试及结果分析：在实际的高低压开关柜中进行应用测试，对系统的稳定性、准确性和可靠性进行评估，并对测试结果进行分析。
三、研究意义1. 本研究可以为开关柜的实时在线监测提供一种较为理想的温度测量技术和手段，具有一定的实用价值。
2. 光纤光栅技术在光学传感领域有着广泛的应用前景，本研究可以进一步推动该技术的发展和应用。
3. 本研究可以为其他相关领域的光纤光栅传感器设计和应用提供一定的参考和借鉴价值。
四、预期成果1. 光纤光栅温度传感器：完成光纤光栅温度传感器的设计和制作。
2. 光纤光栅温度监测系统：设计实现一套可实现温度在线监测的光纤光栅温度监测系统。
3. 实际应用测试：在实际的高低压开关柜中进行应用测试，对系统的性能和可靠性进行评估。
35KV开关柜监测方案(中原特钢)
中原特钢股份公司35KV开关柜测温系统实施方案深圳市安捷工业光电有限公司二零一一年五月一、系统设备介绍1.1 AT501点式光纤测温预警系统简介AT501点式光纤测温预警系统是深圳市安捷工业光电有限公司针对开关柜、刀闸开关、变压器等高压电力设备因绝缘老化或接触不良所引发故障和火灾的早期预测而设计的， 因为光纤具有电绝缘、本征安全、不受电磁干扰等特性，光纤传感器的探头可以直接安装在被测点上，通过监测开关触头、开关柜的实时温度来预测可能发生的故障，防止电气火灾的发生。
AT501点式光纤测温预警系统由 AT501M 监控主机、AT501D 光纤测温仪、ATS-100光纤传感器、上位监控机和人机交互软件等部分组成：1.2 系统结构图1.3 AT501D光纤测温仪AT501D光纤测温仪（测温式电气火灾探测器）是专门为保障发电厂、变电站和钢厂的高压电力设备（安全运行设计的。
当这些关键设备使用时间过长、过载、绝缘老化或接触不良时，均会产生局部过热现象，通过实时监测设备内多点的温度，就能预测可能发生的故障，有效防止事故的发生。
AT501D光纤测温仪实时接收光纤传感器送来的携带有温度信息的光信号，并把其解调为温度数值，实现对被监测部位的温度测量。
当实际测量值大于报警设定值时发出报警信号。
它们具有温度显示、报警设置、声光报警和故障诊断等功能，它们既可单机独立工作，也可多台组网使用，适用于各种规模的应用需求。
主要技术指标1.4 测温原理1、光源发出一束光脉冲，通过耦合器调制后射入光纤传感器中；2、光纤传感器反射回一束特定波长的光信号，该信号携带有被测点的温度因子；3、信号处理电路对该光信号进行分析、计算后得出被测点的实际温度。
1.5 ATS-100光纤传感器ATS-100光纤传感器的探头尺寸极小（业内最小），可直接安装在被测点上，测温准确，响应迅速；其尾纤选用柔软、坚固的特制光纤，它具有传输带宽高、信号稳定、抗电磁干扰、抗挠曲、抗冲击强度高和连接快捷等优点；尾纤护套的材质是聚四氟乙烯，它具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、高绝缘、不粘附等特性，可适应高压、高温、强电磁等恶劣的使用环境。
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。
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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 《电工电子产品基本环境试验规程试验A（低温试验方法）》GB 《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 《工业机械电气设备第一部分：通用技术条件》GB 《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 《静电放电抗扰度试验》GB/T 《射频电磁场辐射抗扰度试验》GB/T 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》GB/T 《浪涌（冲击）抗扰度试验》GB/T 《射频场感应的传导骚扰抗扰度》GB/T 《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：40km6.3AP-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 kv35kv110kv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。
绝缘耐高温光缆3. 固定捆扎传感器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。
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。
被测物体传感器6. 接入主缆搭接主揽示意图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。
系统出厂设定的缺省报警触发条件为：温度超过75℃温升速率超过8℃／min超过区域内平均温度值15℃以上5.温度统计可给出设备最高运行温度值及其发生时间、持续时间及对应监测点的位置编号和地理信息。
6.系统联动分析仪报警接口输出开关量可直接接入仪表操作室现有的火灾控制器，实现火灾报警并在消防值班室显示，也可通过手机短信发送信息至相关人员手机。
7.线路自检及故障定位具有自检功能，可对光纤传输线路的损耗及断点位置进行准确定位，方便系统调试、维护及线路检修。