下载文档原格式
WSTM-ZTS无源无线开关柜温度监测系统北京紫御湾科技有限公司2010年9月目录1.必要性 (3)2.技术优势 (3)2.1.传统测温方式面临的问题 (3)2.2.无源无线测温的优势 (3)3.系统方案 (4)4.产品介绍 (5)4.1.温度传感器 (5)4.1.1.产品外形 (5)4.1.2.工作原理 (6)4.1.3.技术指标 (7)4.1.4.技术背景 (8)4.2.测温主控终端............................................................................. 错误！未定义书签。
4.3.应用软件 (13)5.安装规范 (14)6.应用领域 (15)7.成功案例 (16)1.必要性发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。
近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
2.技术优势2.1.传统测温方式面临的问题1.常规测温方式常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，绝缘性能不能保证。
2.与光纤测温的比较光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。
然而，光纤具有易折，易断、不耐高温等特性。
积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，且受开关柜结构影响，在柜内布线难度较大。
另外，光纤测温的成本也相对较高。
3.红外测温红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，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），要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性。
浅谈智能化变电站10kV高压开关柜在线测温技术摘要：随着时代的发展，越来越多的设备逐渐走向智能化，变电站也是如此。
在智能化变电站中，分析其基本结构以及基本运行方式，进而能最终实现10kV高压开关柜在线测温技术的投入使用。
本文在这前提下，主要介绍10kV高压开关柜在线测温技术的重要内容，同时分析该技术的实际应用过程，期望以供参考。
关键词：智能化变电站；测量温度；高压智能化变电站主要是电力系统直接向10kV配电网合理分配电气的设备，在时间较长的条件下，部分高压开关柜很可能通过4000A的电流。
在较高的工作电流和高压开关柜内部各插头发生位置偏移、动静触头较为松动、不合理的用料等因素的影响下，造成相应的电阻明显增加，进而导致10kV高压开关柜的内部严重发热。
我国对10kV高压开关柜具有严格规定（提供的产品应该符合国家鉴定文件或同有效证明文件）：如果超过允许的温度值，则会严重影响10kV高压开关柜的运行效率，从而造成事故。
因此，采取有效的在线测温技术，准确、实时监测10kV高压开关柜的内部温度是至关重要的。
一、10kV高压开关柜在线测温技术的基本内容与特点一般情况下，10kV 高压开关柜的柜体是全封闭式，其柜内所含有的空间范围很小，柜中包含较多的设备，造成电气设备之间的安全距离很短，这在一定程度上导致测温工作难度明显增加。
传统测温技术（温度传感器传送被监测点温度时，将自身编号ID也进行传输，当传输到计算器时，则会自动显示各监测点温度）大多存在或多或少的问题，如果使用传统测温技术对10kV高压开关进行测温操作，一般不能达到良好的效果。
因此，研究新型在线测温系统是很有必要的。
（一）原理10kV高压开关柜在线测温技术的工作原理为：采集器通过利用天线对SAW （表面声波）传感器传输无线电磁波信号，该传感器收到电池波信号后，叉指换能器（广泛应用的有效瑞利表面波换能器）就会引发声表面波，使得声表面波能顺着电压基材表面传递到反射区，再传递回叉指换能器，最终让叉指换能器利用天线，对采集器发射反向电磁波，最后采集器进行接收即可[1]。
关于高压开关柜无线测温系统的方案开关柜无线测温系统由无线温度传感器、测温数据采集终端和监测系统服务器三部分组成。
系统结构图：一.无线温度传感器原理:接收无线温度传感器发送的温度数据和对应传感器编号，存储在其内部存储器中。
当收到温度监测工作站的通信命令后把各传感器的编号和温度测量数据进行上送。
测温数据采集终端自动与无线传感器建立通信联系，能够接收视距半径约200米范围内所有无线传感器发出的温度数据。
安装方式:在高压室内部安装无线测温接收终端，与无线传感器之间利用433MHZ无线技术完成温度数据采集工作，无线测温接收终端通过网线、光纤或直接通过GPRS移动网络传输至升压站主控室，再转换到电脑上显示。
二.测温数据采集终端原理:在每个监测点上安装一个传感器。
其主要工作原理为：前端温度探头直接和监测点接触进行感温，探头的输出经过A/D转换部分，将温度信号转换成数字信号，通过无线方式传递给测温数据采集终端。
每个无线温度传感器具有的编号，实际安装使用时需要记录每个传感器的安装地点，并与编号一起存入温度监测工作站计算机数据库中。
传感器使用工业专用电池供电，供电时间为5-6年。
三.服务器端监测系统主控室内设立一个温度监测工作站，主要是一台PC计算机，该计算机经RS485通信接口转换器与测温数据采集终端连接。
计算机从测温数据采集终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温立即报警软件主要功能：1、定时读取从采集终端中收集的温度和ID数据，并写入本地硬盘中作长期保存。
对数据进行处理、维护，异常报警，以及温度变化趋势分析。
2、实时、直观的观察到发热点运行温度的变化情况。
3、对现场检测到的数据，自动生成触头等发热点指定时间段的温度变化趋势、历史事件统计，以及所需要的曲线图和图表。
4、对所检测到的数据进行分析，提前预知和判断以后多少天内发热点故障并形成报表，并详细显示故障点的位置并打印报表。
荧光式光纤测温系统在高压开关柜的应用
邱云兰;徐志保;蔡雪香
【期刊名称】《福建电脑》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】针对当前电力系统高压开关柜在线温度测量特点和趋势，提出了一种新
型方案———荧光式光纤测温系统。
本文从荧光式光纤测温机理出发，阐述了系
统的的设计过程、安装方式和使用效果。
相比于现有的多种高压开关柜柜测量方法，该方案有绝缘好、响应快、精度高、安装方便，可实现真正意义上的在线测量。
据此设计出的测温系统已经在实际中获得成功应用。
【总页数】3页(P18-20)
【作者】邱云兰;徐志保;蔡雪香
【作者单位】福建电力职业技术学院机电工程系福建泉州 362000;福建电力职业技术学院机电工程系福建泉州 362000;福建电力职业技术学院机电工程系福建
泉州 362000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.荧光光纤测温火灾监控系统在高压开关柜中的应用 [J], 洪卫栋
2.高压开关柜点式光纤测温系统在电网中的应用 [J], 赵雪剑
3.高压开关柜点式光纤测温系统在同煤集团电网中的应用 [J], 庞玉龙
4.KYN28-12铠装式封闭高压开关柜电气设备在线测温系统应用研究 [J], 许祥希;
冯亦佳
5.10 kV高压开关柜光纤光栅测温系统应用研究 [J], 杨希
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
光纤测温技术在电缆与开关柜中的应用化工厂、发电厂等大型工业企业内敷设有大量的动力电缆和控制电缆，连接着各种高压设备，这些电缆分布在电缆竖井、电缆隧道、电缆桥架、电缆夹层内。
电缆火灾事在工业消防事故中占15.6%，事故主要由电缆本身故障和外部环境引起的，其中电缆本身故障引起的占25%左右。
火灾事故大部分是由于温度过高引起的，因此，在火灾发生之前及时、准确的监测电缆温度的变化并发出预警，使用户有充分的时间采取相应的措施，避免发生事故或引起火灾尤为重要。
电缆及开关柜火灾起因及特点据统计分析，引起电缆沟、电缆桥架、隧道火灾的原因主要有两大类：（1）内因：由电缆自己本身引起火灾故障。
电力电缆产生故障的原因很多，归纳有以下几点：a、电缆产品的质量问题；b、电缆运行时间较长，产生老化；c、电缆长期过负荷运行或处于恶劣的环境中；d、电缆施工质量或接头制作工艺水平较低；e、人为对电缆的破坏。
（2）外因：可燃气体(如煤气、天然气、沼气等)串入电缆沟、隧道中，由于电缆沟、隧道比较密闭，当遇到明火(人为或电缆放电等)便立即引起整段电缆爆炸失火。
作为电缆本身，无论是什么原因引起火灾事故，它们着火都要经历如下几个过程：电缆某处绝缘受损→间歇或连续放电→电缆绝缘明显下降局部发热→电缆某处爆炸或发生电弧，并产生不良气体→整个电缆桥架、电缆沟失火。
电缆火灾特点：（1）蔓延快、火势猛。
电缆本身是一种易燃物，由于电缆隧道内的电缆数量越来越多，又采用隧道和架空密集敷设，有的还处于与高温热管道重迭或交错布置的环境中，电缆夹层更是布满蜘蛛网似的电缆，再加上电缆竖井的高差形成自然抽风，以及发生故障或火情的电缆又不能马上断电。
因此，这些场所一旦着火，火势就特别凶猛，而且危害性也特别大。
（2）抢修困难。
电缆着火时产生大量的烟雾和有毒气体，CO、CO2含量很高，特别是普通塑料电缆不但易着火，而且产生氯化氢气体通过缝隙、孔洞会弥漫到电气装置室内，形成稀盐酸附着在电气装置上，并形成一层导电膜，严重降低了设备和接线回路的绝缘，因此即使火被扑灭后，仍影响安全运行。
分布式光纤温度传感器系统与应用DISTRIBUTED OPTICAL FIBER TEMPERATURE SENSOR SYSTEM & APPLICATION一、系统原理 (3)1.1 DTS测量基本原理 (4)1.2 DTS系统的性能参数： (4)1.3 技术优势 (5)二、系统主机介绍 (7)2.1 DTS主机 (7)2.2 DTSS主机 (8)三、DTS主机技术指标 (10)四、光缆分类 (12)4.1 S型火灾探测光缆 (12)4.2 T型火灾探测光缆 (12)4.3 大坝探测光缆 (13)4.4 用于钻孔的探测电缆 (14)五、ＤＴＳ应用 (15)5.1 废料处理场 (16)5.2 地下水 (18)5.4 油、气管道泄漏的监测 (21)5.5 电力装置 (22)5.6 大坝安全检测 (24)5.7 火灾检测 (27)5.8 油气检测 (29)六、软件简介 (31)一、系统原理分布式光纤温度传感器（DTS）系统是由主机、传感光缆及其他配置组合而成。
是国外近年发展起来的一种用于实时监控温度场的高新技术。
主要依据光纤的光时域反射（OTDR）和光纤的背向喇曼散射温度效应。
一条数公里乃至数十公里长的光纤（光纤既是传输媒体，又是传感媒体）铺设待测空间，可连续测量、准确定位整条光缆所处空间的温度，并可通过光纤上的温度的变化，检测出光纤所处环境中气体和液体的泄漏，因此拓展了其应用的领域。
光纤不带电，抗射频和电磁干扰，防燃，防爆，抗腐蚀，耐高温和强电磁场，耐电离辐射，能在有害环境中安全运行。
系统具有自标定、自校准和自检功能，其运行和控制是通过计算机实现的。
可将报警区域、光纤配置图等事先输入计算机，可自动或手动实时显示存贮报警区域、故障性质、温度的传播方向和受温面积、升温速度和温度分布等，并可结合到自动控制和远程控制系统中进行运行。
系统工作原理如下图所示：传感光纤DTS系统的原理图1.1 DTS测量基本原理分布式光纤温度传感器获取空间温度分布信息的原理是利用光在光纤中传输能够产生后向散射，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波，包括瑞利散射、布里渊散射和喇曼散射。
四方光电电力系统监测技术说明书目录一、光纤光栅传感技术简介 . .................................................................................................................. - 2 -二、光纤光栅开关柜及母线接头温度在线监测系统方案设计 ........................................................... - 5 -3.1概述 . ......................................................................................................................................... ... - 5 -3.2 光纤光栅开关柜及电缆接头温度监测系统介绍 . ................................................................... - 7 -三、 DTS 分布式光纤监测系统介绍及应用 ........................................................................................ - 15 -4.1 DTS分布式监测系统简介 ...................................................................................................... - 15 -4.2 DTS分布式光纤监测系统原理及特点 .................................................................................. - 15 -4.3 DTS分布式光纤温度监测系统介绍 ...................................................................................... - 17 -四、工程业绩 . ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd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地址：上海市闵行区联航路1588号2A302室 1Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd目录1 前言 (3)2 上海铂珏传感科技有限公司简介 (3)3 电力设备在线测温概述 (4)3.1 电力设备温度监控的意义和必要性 (4)3.2 电力设备在线测温现状及发展趋势 (5)3.3 电力设备温度监控关键技术分析 (6)4 BJ-FBG-POWER01变电站封闭式开关柜在线测温系统介绍 (7)4.1系统概述 (7)4.2 BJ-FBG-POWER01变电站封闭式在线测温系统构成与说明 (8)4.3光纤在线测温与无线在线测温技术的差异 (9)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 (16)5.5 系统设备及附件规格型号说明 (17)5.6 电力开关柜光纤在线测温系统软件功能 (20)6 开关柜光纤测温系统建设综合说明 (23)6.1本系统组成介绍 (23)6.2传感器与传输系统 (24)6.3电力传感器施工安装调试说明................................................................... 错误!未定义书签。
6.4数据远程采集系统介绍............................................................................... 错误!未定义书签。
6.5监测数据管理软件系统............................................................................... 错误!未定义书签。
6.6关键设备 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
地址：上海市闵行区联航路1588号2A302室 2Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd 1 前言本技术方案建议书根据针对某钢铁厂新炼钢厂变电站的高压开关柜的测温需求，通过光纤光栅在线测温报警系统建立一个高压开关柜设备温度在线安全监控预警系统，并根据具体需求及分析结果编写而成。
本技术方案建议书阐述了光纤在线温度监测的行业背景，技术特点与优势，本项目基本需求，提供设备与软件的工程范围，系统结构与配置，系统功能，设置清单与配置等有关资料。
2 上海铂珏传感科技有限公司简介上海铂珏传感科技有限公司(Bojoe)坐落于上海市浦东新区漕河泾科技园区，是专业从事光电传感监测系统的研发、生产、销售及服务的高新技术型公司，以具有自主知识产权的光纤传感及其解调技术为依托，致力于为不同领域的客户提供先进、可靠、安全的监测系统方案，可以为交通、电力、石化等领域提供专业、全面的结构安全健康监测、消防感温和在线火灾监测产品和服务，先后承担过国内数个大型构筑物的健康监测实施工程和多个大型的消防温度监测工程。
具有丰富的项目实施经验和良好的市场美誉度。
铂珏公司（Bojoe）主要产品有全系列的光纤光栅温度、应变、压力、位移、流量等传感器及其解调系统，此外，公司产品还有分布式光纤温度传感系统、分布式光纤振动传感系统，分别应用于长距离电缆隧道、油罐测温和线性感温火灾报警以及光纤周界防入侵等系统监测。
铂珏公司(Bojoe)汇集了一批国内外优秀的有理想、有抱负、勇于开拓、敢于进取的高级技术和管理人才，秉承“学深致用、博技奋发、追求品质、树人树业”的企业精神，紧紧把握与科研机构和国内外高校院所建立产、学、研相结合的道路，追求最先地址：上海市闵行区联航路1588号2A302室 3Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd 进、最可靠、最实用的产品，为电力、水利水电、石油化工、土木工程、航空航天、船舶、核工业以及风能、太阳能等新能源领域的客户提供先进的安全监测方案及优质、周到的服务。
铂珏公司（Bojoe）的产品已广泛应用于许多国内外电力开关柜、电缆、电缆接头、变压器、互感器等输变电设备的在线测温报警和桥梁、大坝、隧道、建筑等土木工程结构的应力变形安全健康监测项目，并在工业消防领域得到广泛应用，如电缆沟、隧道、大型场馆、机房等的火灾自动报警。
3 电力设备在线测温概述3.1 电力设备温度监控的意义和必要性现代工业中，工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化，工业设备运行异常或故障通常表现出温度的异常变化。
因此工业设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段，对设备的安全运行具有重大意义。
随着光纤传感器技术的发展和应用，基于光纤布拉格（FBG）原理的准分布式光纤光栅测温系统是目前世界上最先进、最有效的温度在线监测系统，特别是在电力系统、石油化工、交通运输、工业消防等领域。
高压开关柜温度在线监控高压开关柜的在线实时温度监控，是开关柜安全的重要保障。
开关柜内部触头接触不良、插接偏心不正等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。
高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热，加速绝缘老化导致击穿，这是高压开关柜的主要故障形式。
通过对开关柜内温度连续监测，实现故障的早期报警，当发生故障时，提供及时报警并指明故障点位置，并提供故障分析的详尽监测数据。
可以保证开关柜的安全可靠运行。
地址：上海市闵行区联航路1588号2A302室 4Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd 电力电缆温度监测电力电缆的在线实时温度检测，具有重大现实意义：运行状态监测:有效监测电缆在不同负载和不同环境温度下的发热状态，积累历史技术数据；载流量限度分析，可以保证在不超过电缆允许运行温度的情况下，最大限度的发挥电缆的传输能力、提高经济效益；老化监测，发现电缆上的局部过热点，及时采取降温措施，延缓电缆老化速度；实时故障监测预警，发现电缆运行过程中外界因素导致的破坏；电缆沟内火情监测与报警。
3.2 电力设备在线测温现状及发展趋势电力系统的一次电气设备一般由断路器、变压器、电缆、母线、开关柜等电气设备组成。
其相互之间由母线、引线、电缆等连接,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。
例如在发电厂中电缆接头、电缆中间连接处、高压电缆的局部放电、高压开关柜的动静触头及其他连接处、低压电气连接处等位置过热是大型事故的征兆,也是电厂事故多发的重灾区。
多年来由于技术水平的限制使电力系统安全运行水平受到一定限制，虽然曾利用红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、传统的点式测温系统希望解决上述问题，但都无法实现开关柜内如断路器、刀闸联接点和触头测温。
对全封闭金属铠装柜更是无能为力，光纤光栅感温故障监控系统彻底地解决了这一疑难杂症，实现了电力系统一次运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，防止事故的发生，真正地作到防患于未然。
其次也为今后实现状态检修，提高检修效率，大大降低检修成本和管理成本起到关键的作用。
目前，国内电力测温主要应用红外点测仪和红外成像仪，而在线方式由于无法解决高压绝缘问题，所以高压开关的触点等空间有限的电气设备基本上都是处于完全无监控的状态下运行，而高等级的变电站存在着两大隐患，一个是电压等级高，一个是地址：上海市闵行区联航路1588号2A302室 5Shanghai Bojoe Sensing technology Co.,Ltd 覆盖面积大，因此，随着光纤测温技术的发展，光纤在电力测温系统也逐渐为人们所认可，尤其是近年来，光纤分布式测温系统被多家电厂和供电公司使用，其良好的绝缘耐压性能和稳定的工作特点被电力系统认可，但其不适合定点测温和测温周期长的问题也凸现出来。
上海森珀光电科技有限公司开发的光纤光栅测温系统，不仅保持了原有分布式光纤测温的优点，而且更大大的提高了测温定位性，缩小了测温周期。
而且吸取光纤测温串联方式的系统稳定性低的教训，改用星型拓扑结构布置测温点，从而避免了光纤在开关柜内部的迂回布线，解决了防污闪问题，而且由于光纤光栅温度传感器采用全光纤感温和信号传输，不存在电磁干扰和定期维护问题，可以长期免维护可靠运行，完全符合变电站无人值守的需求。
3.3 电力设备温度监控关键技术分析1）绝缘耐压性：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BJ-FBG-POWER01光纤光栅在线测温系统在监测现场为全光测量，传感器引出光纤在30cm爬电距离内可耐受超过95kV工频电压，完全满足高压开关柜内的绝缘耐压要求，通过了国家电线电缆质量监督检验中心的工频耐压检测。
2）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。
上海铂珏传感科技有限公司的BJT002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。
3）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。
