电厂封闭母线砷化镓光纤测温应用优势与方法
2025-02-05

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封闭母线测温的重要性

封闭母线是电力传输的关键设备,负责输电任务。它由导体和壳体组成,导体用于传输电能,壳体则保护导体并隔离外界环境。实时监测和控制导体及壳体的温度,对确保电能传输的效率和安全性至关重要。
导体温度过高会导致电阻增加,造成电流过载,甚至引发火灾;过低则可能使材料变脆,增加断裂风险,影响正常输电。壳体温度过高往往意味着散热不良,存在安全隐患;温度过低则可能导致内部温差过大,影响设备稳定性。
因此,准确监测封闭母线的温度,有助于运维人员及时发现问题并采取措施,保障电网的安全稳定运行。


当前测温技术的不足

电阻测温因其特性,无法做到完全绝缘,不能运用于封母导体表面测温;
● 封闭母线通常处于高温高压的环境中,传统红外摄像头温度测量方法难以满足实际需求;
● 封闭母线导体和壳体之间存在一定的热阻,导致测量的温度与实际温度存在一定的偏差;
● 红外摄像头温度的监测存在测量精度受限、表面反射和辐射干扰、数据分析难度、测量局限性及设备校准要求高等问题。
● 受表面污染影响较大:封闭母线在长时间运行中,金属表面容易积聚灰尘、油污或其他污染物,这会影响红外线的辐射信号,使得测温结果出现误差。
砷化镓光纤温度传感器的优点

针对上述问题,阿珂法推出基于砷化镓光纤测温技术的接触式TOMG电厂封闭母线光纤温度在线监测系统,砷化镓光纤测温系统具有耐高电压、抗电磁干扰、安全、耐化学腐蚀、耐高温、耐老化以及尺寸小等无法比拟的优点,被普遍地应用于强电场、强磁场坏境中。


TOMG电厂封闭母线光纤温度在线监测系统可实现的功能有

● 无导体光传输测温
全光接触式测温,得益于砷化镓光纤测温技术的无导体特性,可将测温探头于热源直接接触,同时光信号传输能免受在高压环境下的电磁干扰的问题;
● 完整的测温系统
整套系统含温度传感器和解调仪系统,实现温度测量、就地显示、存储和通信;
● 智能型自诊断系统
系统具有性能自评估、光信号特征识别等功能,在系统异常或传感器被损坏时做提前预测;
● 国产化先进工艺
国内首家自主知识产权砷化镓半导体测温技术,打破感温芯片主要依赖于进口,避免受制于人的局面。
砷化镓光纤温度传感器形态

传感器外护套采用耐高温硅橡胶材料,内部是带有非金属抗拉层,具备耐高温、抗老化和对电磁免疫的优异性能,光缆柔软,耐磨性能优异,传感器探头分体式设计,搭配四种不同的探头形式,安装方便、抗压及抗机械性能强,可满足绝大部分的使用场景。


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封闭母线光纤温度在线监测系统架构

TOMG电厂封闭母线光纤温度在线监测系统能够满足各种项目需求,从现场监测到集中管理,提供全面的温度监控解决方案。就地显示提供实时的现场温度数据,便于操作人员在设备旁直接查看状态,系统集中管理所有监测数据,便于远程或集中监控,二者结合提高了数据监控的效率和灵活性。


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应用案例




四川XXXX梯级电站封闭母线测温项目

四川XXXX梯级电站封闭母线测温项目中,9台机组共监测120个导体温度点。每台机组的测温点分布在6个关键位置,包括:发电机出口的共箱母线ABC相、励磁变压器B相、断路器入口ABC相、断路器出口ABC相、电抗器ABC相、主变压器ABC相,使用屏柜加就地显示的布置方式。母线的运行电压为10.5kV,温度传感器选用GS26型砷化镓光纤传感器,目前部分机组已经投产。

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贵州XXXX火力发电厂封闭母线测温项目

贵州XXXX火力发电厂封母测温改造项目共4台机组,封母运行电压20kv,测试电压50kv,每台机组导体测温9个点,分别为发电机出口ABC相、中间点ABC相、主变位置ABC相,目前4台机组已正式投入运营,砷化镓光纤温度设备稳定运行,为电站能够实施掌握发电机封闭母线接头以及外壳接地处的运行温度,防止接头发热及外壳接地不良导致感应电发热等情况提供可靠性保证,避免异常扩大导致设备事故,提高设备运行可靠性。


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总结                     

砷化镓(GaAs)光纤温度传感器在封闭母线测温市场具备广阔前景,主要体现在以下方面:

● 耐高压、抗干扰:砷化镓传感器不导电,适用于10kV以上高压环境,抗电磁干扰能力强,满足封闭母线高压测温需求。
● 高精度、稳定性:其温度测量精度高(约0.1℃),且长期稳定,能有效监测母线温度细微变化,提高电站运行安全性。
● 高温适应性:砷化镓材料耐高温,适合封闭母线高负荷、高温环境中的温度监测。
● 免维护、长寿命:无须电源,结构简单,具备免维护和长寿命特点,降低了运行和维护成本,适合高可靠性需求的电站应用。
● 市场需求增长:智能电网和智慧能源的快速发展,对温度监控的精度和抗干扰性能要求更高,推动了砷化镓传感器在封闭母线测温领域的应用。
综上,砷化镓光纤温度传感器将成为智能电站和高压输电测温系统中的最优选择