前言
在萬物互聯的時代,各行業對溫度監測的精準度與可靠性要求不斷提高。熒光光纖測溫技術憑借其獨特優勢,在電網與工業領域脫穎而出,成為溫度監測的前沿技術。本文將深入解析熒光光纖測溫技術的原理、優勢及其在各領域的創新應用,為您揭開這項先進技術的神秘面紗。
一、熒光光纖測溫技術原理剖析
如上圖所示,脈沖半導體激光器發射周期性的方波脈沖,經耦合透鏡聚焦后進入雙包層光纖,并傳輸至光纖端面的熒光探頭部分。熒光物質受激發后發射熒光,該熒光被雙包層光纖的內包層接收,隨后經耦合器導入光電探測器。探測器通過測量熒光的壽命,即余輝時間,從而精確計算出探頭處的溫度。
二、熒光光纖測溫技術的優勢亮點
1、強大的抗干擾能力 :
熒光光纖傳感器采用純光纖結構,具有卓越的抗電磁干擾性能,在強電磁環境下仍能穩定工作,確保測量數據的準確性。同時,其具備高壓絕緣特性,能夠滿足高壓設備的測溫需求,為設備安全運行保駕護航。
2、小巧尺寸與高靈敏度 :
微小的尺寸使得熒光光纖傳感器能夠輕松嵌入各種設備和狹小空間中,實現對難以觸及部位的溫度監測。并且,其靈敏度高,能夠快速響應溫度變化,及時捕捉到溫度的微小波動,為設備的安全運行提供實時預警。
3、高可靠性與長壽命 :
結構穩定,不易受外界環境因素影響,使用壽命長,減少了維護和更換的頻率,降低了使用成本,為工業企業提供了高效、低維護的溫度監測解決方案。
三、熒光光纖測溫技術的多元應用場景
1、智能化開關柜解決方案
開關柜作為智能電網中的關鍵設備,其電纜接頭的溫度是系統的重要參數之一。電纜接頭是開關柜可靠運行的薄弱環節,其性能質量不僅取決于電纜接頭的材料,更取決于電纜接頭的制作工藝,還與實時負荷大小有關。
上述任一因素都可能導致開關柜內電纜頭出現發熱情況,如果沒有及時發現,負荷持續增長,電纜頭溫度將會上升,直至引發爆炸,造成經濟損失和安全隱患。
隨著國家電力系統對電力設備安全運行要求的提高和投入的加大,開關設備智能化的趨勢越發地勢在必行。早在數年前,國內數家擁有創新意識的科研院所以及企業單位,就開始了智能化開關柜的論證、研發和推廣,從最初的電流、電壓、局放、六氟化硫等常規監測,到目前對母排、觸點等帶電體的直接溫度監測等這類高級的監測方式,智能化需求正呈現著爆發式的增長和發展。

熒光光纖測溫技術可以對帶電體進行直接溫度監測,是光纖溫度傳感最主要的特性和最強的競爭力之一,同時憑借著其有線傳輸的高度穩定性,無源溫度探測器極長的使用壽命,以及技術成熟質量穩定后較為平均的綜合成本,成為了開關類設備智能化的重要組分。
2、油浸式變壓器光纖繞組測溫方案

變壓器作為電力傳輸紐帶,是電力系統中最重要和最昂貴的設備之一,其安全可靠的經濟運行對電力系統至關重要。油溫及繞組熱點溫度是決定變壓器運維策略的重要依據。
一方面變壓器的老化壽命損失與其運行溫度直接相關,對于油浸式變壓器,溫度是造成繞組絕緣老化的決定性因素,六度法則表明溫度每上升 6℃, A級固體絕緣的老化率增加 1倍,即變壓器壽命降低一半,而溫度每下降 6℃變壓器壽命可延長 1倍,可以說能否準確測量油溫及繞組溫度直接影響變壓器的壽命評估。
另一方面變壓器的運行溫度也是電網負荷調度的直接依據, GB15164《油浸式電力變壓器負載導則》變壓器負載能力的計算方法中,變壓器的油溫和繞組溫度是重要的參數,因此準確可靠的測量變壓器油溫及繞組熱點溫度是增加電網的運行方式靈活性,提高設備的運行效率的基礎。歐美國家利用變壓器熱點溫度進行負荷調度的策略已得到了廣泛應用,大大提高了設備的利用率,獲得了可觀的經濟效益。
我司針對高電壓等級的油浸式變壓器溫度監測問題,自主研發出基于熒光光纖測溫原理的油浸式變壓器光纖繞組測溫儀。經過1年多的努力,我們的光纖已經應用到國內多家大型變壓器、電抗器廠家。

3、高壓變頻設備測溫解決方案

電子/電池測溫技術(熱電阻、熱電偶式)在檢測干式變壓器溫度、保障干式變壓器安全運行的領域已經十分成熟和穩定。但是隨著干式變壓器技術的不斷創新,市場對變壓器等級要求的不斷提高,在近些年出現的高等級干式變壓器上應用電子式溫控逐漸被發現其極易受高壓高頻電磁干擾,致使溫度跳動或失效,最終導致變壓器跳閘給使用方帶來直接或間接的經濟損失,甚至變壓器爆炸引起安全事故,后果不堪設想。
據統計,在各類新型的高等級干式變壓器中,當變壓器額定容量達10000KVA及以上,或者變壓器低壓端額定電壓達10KV及以上,變壓器內部均會產生強力的電磁場干擾,電子類溫控設備無法在這種條件下正常工作。
那么究竟何種技術方案,能夠解決干式變壓器既要嵌入繞組內部進行測溫,又不受任何干擾,同時綜合成本又較低的安全監控需求呢?
專家們逐漸發現,在測溫領域中,光傳感測溫的方式,是解決這一技術瓶頸的最佳辦法,而在光傳感測溫的幾大原理陣營中,能夠同時滿足以上三個重要需求的,就是熒光光纖測溫技術,可以說熒光光纖測溫原理,是專為新型干式變壓器而生的!

那么事實也確確實實的印證了這一點,我公司通過自主的原理性開發,以及專業的產業化運作,抓質量、重工藝,控制成本、追求穩定,積極趕赴現場、收集客戶反饋,在最短的時間內,實現了穩定可靠的“干式變壓器專用光纖溫控儀”的穩定供應,贏得了廣大用戶的一致認同和業界良好的口碑,使用我產品進行安全監控的高端干式變壓器,均應用在國家西氣東輸、南水北調、高鐵配電、CNG項目、城市地鐵配電等國家級或省市級的重點項目中。
并且隨著公司產品在行業中的影響力逐漸提升,也憑借國產品牌的價格優勢,我們的產品正在更多的被國際客戶所熟知,作為一個中國品牌,我們更要憑借這種際遇,展示中國品牌風采!
4、微波高頻工業設備測溫解決方案
微波以及高頻類工業設備廣泛應用于木材制品、橡塑制品、工業原料、化工材料、食品和藥材等的處理、加工和生產過程。由于用途和產出產品的多樣性,其工作類型也各不相同,主要可分為傳動型流水作業類、密封真空型固定作業類和反復型機械作業類三大類。熒光光纖測溫方案在這些微波高頻工業設備的溫度監測中發揮著重要作用,為設備的穩定運行和產品質量的保證提供了技術支持。
總結
隨著傳感器技術的持續發展,熒光光纖測溫方案的精度、靈敏度和成本效益有望得到進一步提升。在智能制造和物聯網的推動下,這類傳感器將在更多領域得到應用和推廣。熒光光纖測溫方案以其獨特的優勢,在眾多行業中獲得廣泛應用和青睞,為各行業的溫度監測和設備安全運行提供了可靠的解決方案。
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