行业应用|砷化镓光纤温度传感器在高电压强电磁环境中应用的必要性(下)
2024-08-01

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装设Tmeas传感器效益评估
现有的温度监测传感器在应用于电力设备时面临诸多技术挑战,亟需克服以下几方面的缺陷:
高电压承受能力不足:目前的主流温度传感器无法承受高电压环境。这在电力设备中尤为关键,因为这些设备通常运行在高电压条件下。如果传感器无法适应这样的环境,就不能有效地进行温度监测。
电磁干扰问题:电力设备产生的强电磁场会对传感器产生严重干扰,导致温度数据无法连续、实时地传输。电磁干扰不仅影响数据的准确性,还可能导致传感器无法正常工作。
安装环境要求高:现有传感器对安装环境有较高的要求。过远或过近的安装位置都会影响传感器的测温效果。例如,过远会导致信号衰减,过近又受限于安装尺寸的直接影响,无法安装。
这些技术缺陷使得在高压、高电磁干扰以及复杂的安装环境下,现有温度传感器难以有效地应用于电力设备的温度监测。这就造成了一个矛盾:一方面,电力设备迫切需要可靠的温度监测手段以确保安全运行;另一方面,现有的传感器技术特点又限制了它们在这些特殊场合的应用。

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从往年的统计数据可以看出,由电力设备而发生的火灾事故层出不穷。电力设备火灾的危害性主要表现在几个方面:


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首先,可能导致人员伤亡,如高温、浓烟和有毒气体对生命安全构成严重威胁。其次,可能造成昂贵电力设备的损坏或毁坏,需要高额维修或更换费用,同时可能引发建筑物损毁和生产停滞等财产损失。进而,火灾可能导致供电中断,对居民生活和工业生产造成重大影响,甚至引发社会和经济危机。此外,火灾释放的有害气体和物质会污染环境,对周边生态造成破坏,同时可能引起公众恐慌和社会不安定因素。因此,必须重视预防和应急措施,确保电力系统的安全运行和社会稳定。

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砷化镓光纤传感器在电力系统环境中应用的效益:

● 安全性高   


砷化镓光纤本身不导电不发热, 耐高温, 绝缘能力强本质安全。光纤测温系统安装后, 可以在线监测配网电气设备运行情况, 及时发现因接头接触不良而引起过热, 导致运行设备接地短路事故和火灾隐患。
● 效益明显   


砷化镓光纤温度在线监测其应用为配电运行安全提供了有效的技术手段, 节省人力、物力和避免停电停产, 预防火灾事故。


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表1:往年断路器故障类型分类统计

根据国网以往的数据统计,在高低压设备中绝缘故障比重较大。南网公司2010-2017增量统计的GIS设备发生79起故障中,也有44起绝缘,占比55.70%,说明了绝缘故障在组合电器故障存在很普遍,每年均将发生数起。

这类绝缘故障主要由柜内放电、电流互感器闪络和相间闪络等形式。主要因断路器与开关柜不匹配, 绝缘尺寸不够, 柜内隔板吸潮, 爬距不足, 老旧开关柜改造不彻底, 未进行加强绝缘措施等。另外, 开关柜内元件存在质量缺陷, 如电流互感器闪络多次导致相间短路故障。这些绝缘故障在发生时,必然会有温升方面的反映。因此温度在线监测装置的有效性有必要进一步提升。

受限与以往的测温技术,以及安装环境等因素的影响。在这类设施中,没有比较好的监测手段。由于砷化镓光纤温度传感器先天性优势,对这些关键节点进行温度在线监测,就可以很好的提前预警这类事故的发生。
● 技术成熟   


传感器无导体结构,在30cm爬电距离内可耐受超过140kV工频电压,外套采用耐污性能强的硅纤外套或聚四氟乙烯外套被覆特种光纤进行信号传输,可防污闪。对电磁干扰完全免疫,重复性好,精度高,响应快,寿命长。可应用对寿命及抗干扰有严格要求的领域。材料的长期稳定性已被充分验证,相关系统已成功应用于设备监测30年以上。

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结尾      

电力设备的温度监测对于保障电力系统的安全、稳定、高效运行至关重要。传统温度传感器在高电压和电磁干扰环境下的局限性,限制了其在电力设备中的应用。而砷化镓光纤测温技术的应用,有效克服了这些技术瓶颈,带来了显著的意义和效益。

砷化镓光纤测温技术的引入,为电力设备的温度监测提供了更加可靠、高效的解决方案,显著提升了电力系统的安全性、稳定性和经济效益。其在电力设备中的广泛应用,必将带来显著的技术进步和经济收益


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