电力行业测温发展趋势
从RTD测温到光纤测温的改革
光纤测温技术的发展
一文带你读懂，什么是光纤测温
电力设备温度测量的重要性
温度，是自然界重要的参数，影响着自然生灵、人工造物，影响着微观分子活动、地球气候变换，从古以来，各行各业的人们就开始了对温度的监测，从液体温度计到水银温度计，从温度计到如今各种类目的测温手段，测温技术历经了长足的发展。
温度同样影响着电力设备的运转，尤其在电气设备复杂的电磁环境共同作用下，温度参数关系着电力设备运行状况、故障监测与定位、功率负载调控、组件更新迭代等方方面面的监测与决策，对其进行温度监测尤为重要。
传统技术—基于电信号的温度监测
然而，电学温度传感器在电力行业的长久应用下来，无疑也暴露了一些特性上的缺陷。基于电信号测温和焊接工艺的热电阻，在高温、振动环境下易出现损坏率高、寿命短及损耗后测温示值异常等状况，其常见故障是热电阻断路和短路，其中以断路为多，这是由于电阻较细所致；且电信号测温技术的温度探测、信号传输中继、信号解析显示、温度预报警处理和分析等组件一般来自不同专业方向的制造厂家，电阻接入电力系统分不同线制，整体建设难度大且不利于维护，电学温度传感器逐渐难以满足现代化电力设备管控和智能化电站建设的需求。
红外无线测温从20世纪中期也开始兴起，然而，用于人体体温测量时固然方便快捷，用于电力设备温度监测时，因电力设备复杂的结构，红外测温因为距离系数比的存在，往往只能测量局部区域均温，难以实现全面测温区域的覆盖及精准定位发热点；同时其测温精度受大气吸收、大气悬浮粒子、风力、不同物体表面发射率等影响，需要在实际测温过程中通过一系列措施，来避免测温数据的较大误差。
前言技术—基于光信号的温度监测
如变压器、开关柜、水轮机等重要电力设备内部，均属于高电压、强电磁环境，采用常规的电信号传感器测量其内部组件的温度将难以满足要求，而光纤测温技术起源于20世纪80年代，随着1970年第一次成功研制出传输损耗为20dB/km的低损耗石英光纤兴起，因已有测温技术存在局限而推动发展，因光纤的绝缘、电磁免疫特性适用于电力场景，特别是在我国智能电网技术的需求下，变压器光纤绕组测温已作为一个重要的在线监测项目列入国家电网有限公司印发的Q/GDW Z 410—2010《高压设备智能化技术导则》中，光纤测温已是如今电力行业测温的发展趋势。
光纤温度传感器根据应用场景不同，可以分为分布式测温和点式测温，点式又可细化为半导体吸收式（砷化镓）、荧光式、光纤光栅式和法布里-珀罗式。
— 分布式光纤测温 —
基于拉曼散射的分布式光纤传感技术集信号传输和传感信息于一根连续的光纤上，可同时获得被测物随时间和空间变化的分布信息，具有全分布式、长距离监测等优势。
其测温系统中激光器发出的脉冲光注入光纤中时，由于介质的非均匀性，入射光一方面沿入射方向定向传播，另一方面则会发出向其它方向的散射光，其中散射方向与入射方向相反的光即为后向散射光。根据散射光波长与入射光波长的关系，散射光可分为瑞利散射光、布里渊散射光和拉曼散射光三种，其中拉曼散射只对温度敏感，分成斯托克斯和反斯托克斯散射光，后者对温度更为敏感；两种散射光的光强均与温度变化成比例，测量及计算分析两种散射光的光强之比即可得到光纤的温度。
该种传感器在小范围内测温时需将光纤盘成盘状使用，传感单元较大，存在最小空间分辨率的概念，以“米”作为单位量级，难以准确定位温度异常点，常用于管道、隧道等长距离温度监测。
— 半导体吸收式光纤测温 —
半导体吸收式光纤温度传感器是一种传光型光纤温度传感器，即在光纤传感系统中，光纤仅作为光波的传输通道，利用其它的光学式或机械式敏感元件来感受被测温度的变化。这种类型的传感器一方面可以应用数值孔径和芯径大的阶跃型多模光纤或其它合适类型的光纤来适应测温场景，使得测温系统更易于布设；另一方面，其利用光纤来传输信号，也具有光纤传感器的电绝缘、抗电磁干扰和安全防爆等优点，适用于传统传感器不能胜任的测量场所。
砷化镓光纤温度传感器，即现在技术发展最成熟的一种典型半导体吸收式光纤温度传感器，以砷化镓（GaAs）晶体作为温度敏感材料，末端组合发射膜，并将其一体式封装在光纤的末端；砷化镓晶体的光谱透过率与温度和光波长存在一定的关系，向砷化镓晶体传输一定光谱的光源时，随着温度升高，其透过光波长向长波移动，由此解析温度。
砷化镓芯片的性能稳定，因此传感器互换性好，可靠性高；且感温探头体积小，一体化封装后耐振动，能长期在电力设备内部工作。基于砷化镓传感技术的测温系统，对系统实时返回光谱进行分析，可诊断测温通道及传感器的性能好坏。从测温精度、可靠性、系统性、安装运维等方面综合考虑，砷化镓光纤测技术无疑是电力设备测温的首选担当。
砷化镓光谱透过率与温度和波长的关系
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