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工业物联网系统解决方案
电器设备运行状态在线监测系统
      电力电器设备运行环境大都是高电压、强电流,这些电器设备表面以及连接点位置都容易出现过热的问题,从而导致火灾危险。对于发热的早起发现和预警至关重要,是避免火灾等严重灾害的必要手段。电器设备运行状态在线监测系统,主要是对发电厂、变电站所采用的变压器、电抗器、GIS设备、开关柜、开关、高压母线、避雷器等关键设备的运行参数及健康情况的监测。主要有:
◆ 变压器、电抗器内外部温度异常监测;
 GIS设备局部过热,及六氟化硫压力在线监测
 高压设备出线头、内部导流回路连接处异常监测;
 各类导电接头、线夹、接线桩头氧化腐蚀,以及连接不良缺陷监测;
 各类高压开关柜内触头接触不良和温度异常监测;
 闸刀口与触片,以及转动帽与球头结合不良缺陷监测;
 变压器高、低套管上下两端连接不良监测;
 避雷针地线接地电阻接地连接异常监测等。

      实际应用中,根据各个设备的运行和分布特点,选用光纤分布式传感器、光纤光栅传感器、红外热像传感器、CCD图像传感器等多种传感器设备,进行全方位立体监测,保证监测的实时性、准确性和稳定性。

      1.双视频温度监测系统
      双视频温度监测摄像机将红外热成像传感器和高清CCD摄像机集成在一起,利用测温热成像仪对场景内的所有目标进行温度测量,高清CCD摄像机进行场景监控和报警确认。


      双视频测温摄像机可实时回传现场图像,并在热成像图像上标出温度最高点和最低点的位置。如果设置了报警阈值,可对温度超过阈值的多个点进行报警。
      双视频温度检测系统目前应用较为广泛,它的优势一是监测范围大,可对视频场景内的所有设备进行监测、报警。第二是布线简单,采取非接触式监测,不干涉电器设备。但是缺点也比较明显,首先它是大面积的温度测量,可能无法发现局部产生的危险隐患;其次由于是非接触式测温,根据距离不同会产生不同大小的误差;另外,它无法实现对设备内部异常和隐患的监测。
      2.分布式光纤测温系统
      分布式光纤测温系统利用光在光纤中传输时产生的拉曼散射信号的温度敏感特性和光时域反射技术来获取空间温度分布信息,根据光纤中光波的传输速度和背向散射光的时间差对温度信息进行定位。

测温主机

      根据光缆体积较为纤细的特点,将铠装测温光缆敷设在电力设备表面或者内部,用DTS主机实时监测各个设备的温度分布情况,如发现有温度骤升或温度超过一定阈值时系统发出报警,通知相关人员进行维护。
      分布式光纤测温传感器是将光纤本身作为传感器,可监测光纤经过的每个的温度,因此他是连续、线性的监测设备,而且体形纤细可布设成任意形状,适合用于变压器、电抗器表面和内部、开关柜内部等位置,而对于线缆接头、开关插头等位置点式温度监测,分布式光纤则显得不经济,布线也过于复杂,就需要采用点式的光纤光栅温度传感器。
      3.光纤光栅点式监测系统
      光纤光栅点式监测系统由传感探头、传输光纤和测温主机三个部分组成。这时的光纤只做传输用,而感知功能由传感探头完成。传感探头可感知温度、压力、液位、振动等多种物理量,测温探头将感知信号转换为调制光信号,并将光信号通过光纤传导到光纤监测主机,经监测主机解调后获得被测物体的物理量。
      光纤光栅温度传感器主要用于以下位置的温度监测:
 变压器油枕油温;
 高压线夹、电缆接头;
 高压母线接头;
 高压开关柜触头及接点;
 刀闸开关等。

开关柜光纤光栅测温传感系统示意图

      光纤光栅微型压力传感器可用于高压开关气室、GIS设备气室内六氟化硫气体的压力在线监测。
      光纤光栅温度传感器可以精确定位到某一“点”,精度更高。绝缘性好,不存在引起短路问题,可以直接安装在敏感部位。而且可以同时监测多个点的信息,对测量量变化判断的准确性更高,响应速度快。实际上,同一光纤光栅监测系统可同时连接不同类型的传感器,同时进行不同物理量的监测。例如:可连接24芯光纤,可在数十公里内检测200余个光纤光栅多参数传感器(温度、应变、压力、振动等),同时获取他们的测量信息,这是光纤光栅点式监测系统的最突出优势。


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