[發明專利]基于光纖網絡的高壓設備觸點溫度在線監測系統

無效

• 申請號: 201310355736.6
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103487162A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 紀有良;李德兵;張偉平;胡國龍;張浩;徐陽
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司長春供電公司;山東科華電力技術有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 李曉莉

技術領域

本發明屬于電力設備監測技術領域，特別涉及一種基于光纖網絡的高壓設備觸點溫度在線監測系統。

背景技術

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。電氣設備產生的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°之間。

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而且較穩定，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，因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設備（如電纜）的內部故障。

根據對電力事故的分析，電纜故障引起的火災導致大面積電纜燒損，造成被迫停機，短時間無法恢復生產，造成重大經濟損失。通過事故分析，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。

長期以來，一次設備的溫度很難實時監測，這是因為一次設備空間有限，但元件較多，且高壓帶電元件大多裸露，常規的溫度測量方法無法使用。普通的溫度監測方法主要采用熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等溫度傳感元件實現的，這種方法要么傳感器本身帶有金屬，要么需要金屬導線傳輸信號，在緊湊的一次設備內，要實現系統可靠的絕緣困難重重。

近年來隨著社會用電量的增長，各類用電負荷高開考走，因一次設備過熱引起的斷路、短路、損壞，乃至爆炸引發重大火災事故的案例屢見不鮮。引起火災發生的直接原因是一般是制作質量不良，接觸電阻過大，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸電阻增大，惡性循環造成隱患，因此，一次設備工作狀態是系統安全運行的一個十分重要的因素。從設備過熱到火災事故的發生，其發展速度緩慢、時間較長，據此特點，對一次設備進行溫度監測是預防和減少設備故障的簡便有效的重要措施。目前，國內外常用的一次設備溫度檢測方法有：熱敏電阻式測溫系統、離子感溫式在線監測系統和線型光纖感溫火災探測報警系統。

(1)熱敏電阻式測溫系統

該系統具有響應時間短，信號輸出大、靈敏度高溫度值可顯示等特點。但熱敏電阻的一致性較差，基本沒有互換性，每個熱敏電阻都需要獨立的接線、布線既復雜熱敏電阻又易損壞，維護量大；傳感器不具備自檢功能，需要經常校驗。

(2)離子感溫在線監測系統

該系統主要依靠先進的通信技術，微處理器技術、數字化溫度傳感技術及離子感煙技術，實現連續、實時監測電纜接頭的溫度變化，準確預報設備故障，并通過計算機模擬的界面圖，顯示設備走向模擬圖，顯示傳感所監測的實際位置及所有設備型號、長度、截面、位置等參數，當運行中的設備出現異常時，自動顯示畫面及事故報警，根據計算機模擬的界面圖能迅速準確地判斷出設備發生故障的實際位置，為設備的安全運行提供可靠的保障。

(3)分布式光纖感溫探測系統

系統采用特種感溫光纜作探測器，具有防燃、防爆、防腐蝕、耐高溫、抗電磁干擾等優點，它利用激光在光纖中傳輸時產生的背向拉曼散射溫度效應和光纖的光時域反射原理實現探測器分布空間溫度場實時快速監測。它是目前世界上最先進、最有效的連續分布式溫度監測系統，通過適宜的安裝，它可以連續監測長達30km區域內各種一次設備元件的溫度變化情況，測量精度高，響應速度快，清晰顯示任何設備的溫度趨勢。在溫度超出預定范圍并回落時具備可重復使用的特性，特別適用于電纜隧道內電纜溫度的檢測。

本發明采用的光纖光柵測溫技術

基于光纖光柵測溫技術的高壓電力設備溫度實時監測系統是針對電力系統高壓、強電磁干擾的特點開發的，采用先進的光纖光柵溫度傳感技術，具有耐高壓、不受電磁干擾、本質安全、長期可靠、體積小、易擴展等優點，適用于對發電及供電系統的發電機、高壓開關柜、環網柜等監測點的溫度進行實時在線監測。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，本發明提供一種耐高壓、不受電磁干擾、本質安全、長期可靠、體積小、易擴展等特點的基于光纖網絡的高壓設備觸點溫度在線監測系統。