高壓電纜頭熒光光纖測(cè)溫是一種先進(jìn)的、專為高壓電纜終端和中間接頭(統(tǒng)稱為電纜頭)設(shè)計(jì)的在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它利用熒光光纖這一特殊傳感技術(shù),對(duì)運(yùn)行中的高壓電纜連接點(diǎn)的核心溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的測(cè)量。該系統(tǒng)能夠提前發(fā)現(xiàn)因接觸不良、材料老化或過載等原因引起的異常溫升,通過提供可靠的預(yù)警信號(hào),有效防止電纜頭發(fā)生熱擊穿、閃絡(luò)甚至爆炸等嚴(yán)重事故,是保障電網(wǎng)和設(shè)備安全的關(guān)鍵技術(shù)。
高壓電纜頭是整個(gè)電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié)。其制作工藝復(fù)雜,受人為因素和運(yùn)行環(huán)境影響大,是故障的高發(fā)點(diǎn)。電纜頭一旦發(fā)生過熱,其根本原因通常在于:
接觸電阻過大:電纜導(dǎo)體與接線端子在壓接過程中如果不夠緊實(shí),或長(zhǎng)期運(yùn)行后因熱脹冷縮和腐蝕出現(xiàn)松動(dòng),會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大,在通過大電流時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱。
絕緣老化:持續(xù)的過熱會(huì)急劇加速電纜頭內(nèi)部絕緣材料的老化,使其絕緣性能下降,最終導(dǎo)致熱擊穿。
外部環(huán)境影響:長(zhǎng)期的日曬雨淋、污穢腐蝕等也會(huì)加劇電纜頭的老化和接觸點(diǎn)的劣化。
這些問題引發(fā)的異常溫升是隱蔽且危險(xiǎn)的,傳統(tǒng)的巡檢方式(如紅外測(cè)溫)難以準(zhǔn)確捕捉。一旦溫度失控,極易引發(fā)相間短路、接地故障,甚至導(dǎo)致設(shè)備損毀和大面積停電。
熒光光纖測(cè)溫技術(shù)的工作原理基于特定稀土材料的感溫?zé)晒馓匦裕麄€(gè)過程不涉及任何電信號(hào),因此具有本質(zhì)上的電氣安全性。
傳感探頭:系統(tǒng)的核心是一個(gè)微小的傳感探頭,其尖端涂有特殊的熒光感溫材料。該探頭通過一根光纖連接到遠(yuǎn)端的測(cè)溫主機(jī)。安裝時(shí),探頭被直接固定在電纜頭最需要監(jiān)測(cè)的金屬連接部位。
測(cè)溫過程:測(cè)溫主機(jī)發(fā)出一束特定波長(zhǎng)的光脈沖,通過光纖傳輸?shù)絺鞲刑筋^。探頭上的熒光材料受到激勵(lì)后會(huì)發(fā)出熒光。當(dāng)激勵(lì)光停止后,熒光的衰減時(shí)間與探頭所處位置的溫度存在著精確、穩(wěn)定的物理對(duì)應(yīng)關(guān)系。
數(shù)據(jù)解調(diào):光纖將返回的熒光信號(hào)傳回主機(jī),主機(jī)通過高速信號(hào)處理單元,精確測(cè)量出熒光的衰減時(shí)間,并依據(jù)標(biāo)定好的數(shù)據(jù)庫(kù),瞬間解調(diào)出被測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度。
由于整個(gè)測(cè)量鏈路都是光信號(hào),它完全不受高壓電場(chǎng)和強(qiáng)電磁場(chǎng)的任何干擾,保證了在極端惡劣的電氣環(huán)境下測(cè)量的精準(zhǔn)性和可靠性。
相比于紅外熱像儀等傳統(tǒng)測(cè)溫手段,熒光光纖技術(shù)在高壓電纜頭測(cè)溫應(yīng)用中具有無法比擬的優(yōu)勢(shì):
本質(zhì)安全,電絕緣性高:傳感器和光纖均為非金屬材料,絕緣性能極佳,可直接接觸高壓帶電體,無任何電氣風(fēng)險(xiǎn)。
抗電磁干擾(EMI):完全免疫于變電站等場(chǎng)所的強(qiáng)電磁干擾,測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
測(cè)溫精準(zhǔn),響應(yīng)迅速:直接接觸式測(cè)量,反映的是接觸點(diǎn)的核心溫度,而非表面溫度,精度高(可達(dá)±1℃),響應(yīng)速度快。
長(zhǎng)期穩(wěn)定,免維護(hù):傳感器材料性能穩(wěn)定,耐老化、耐腐蝕,一次安裝后可長(zhǎng)期可靠運(yùn)行,基本無需維護(hù)。
安裝靈活,適應(yīng)性強(qiáng):傳感器體積小、重量輕,無論是新建還是改造項(xiàng)目,均可方便地安裝在空間狹小的電纜頭上。
問:熒光光纖測(cè)溫與紅外測(cè)溫有什么根本區(qū)別?
答:根本區(qū)別在于測(cè)量方式和抗干擾能力。紅外測(cè)溫是一種非接觸、遠(yuǎn)距離的表面溫度測(cè)量方法,其結(jié)果易受天氣(風(fēng)、雨、霧)、環(huán)境溫度、測(cè)量距離以及物體表面發(fā)射率的影響,且只能看到表面溫度。而熒光光纖是接觸式測(cè)量,直接獲取導(dǎo)體連接點(diǎn)的核心溫度,不受任何環(huán)境和電磁干擾,數(shù)據(jù)更為真實(shí)、可靠。
問:在已投運(yùn)的電纜頭上可以加裝這套系統(tǒng)嗎?
答:可以。針對(duì)已運(yùn)行的電纜頭,可以在停電檢修時(shí)進(jìn)行加裝。安裝過程相對(duì)快捷,專業(yè)的施工人員只需將傳感探頭用耐高溫、耐候的綁帶或膠水固定在需要監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵部位,然后敷設(shè)光纖至控制室的測(cè)溫主機(jī)即可。
問:一套測(cè)溫主機(jī)可以監(jiān)測(cè)多少個(gè)點(diǎn)?
答:這取決于主機(jī)的型號(hào)。通常,一臺(tái)測(cè)溫主機(jī)擁有多個(gè)通道(如4通道、8通道、16通道甚至更多),每個(gè)通道可以連接一個(gè)傳感探頭。因此,一臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)電纜頭,或一個(gè)電纜頭的多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(例如A、B、C三相),具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
問:這套系統(tǒng)的報(bào)警溫度一般設(shè)置在多少度?
答:報(bào)警值的設(shè)定需要綜合考慮電纜的載流量、絕緣材料的耐熱等級(jí)以及相關(guān)行業(yè)規(guī)程。通常會(huì)設(shè)置兩級(jí)報(bào)警:一級(jí)報(bào)警(預(yù)警),例如溫度超過75℃,提示運(yùn)行人員關(guān)注;二級(jí)報(bào)警(重警),例如溫度超過90℃,表明情況危急,可能需要采取降負(fù)荷或停電檢查等措施。具體的數(shù)值應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
福州英諾電子科技有限公司是一家專業(yè)從事熒光光纖溫度傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。作為行業(yè)的領(lǐng)軍者,英諾電子專注于為電力系統(tǒng)、軌道交通、微波醫(yī)療等工業(yè)環(huán)境提供精準(zhǔn)、可靠的溫度監(jiān)測(cè)解決方案。其核心技術(shù)是基于砷化鎵半導(dǎo)體材料的熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng),該技術(shù)具有卓越的電絕緣性能和抗電磁干擾能力,特別適用于高壓開關(guān)柜、變壓器繞組、電纜接頭等強(qiáng)電磁環(huán)境下的精準(zhǔn)測(cè)溫。公司的產(chǎn)品線覆蓋了從光纖探頭、傳輸光纜到智能測(cè)溫主機(jī)的完整系統(tǒng),以其高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和高可靠性在全球市場(chǎng)獲得了廣泛認(rèn)可。
福州華光天銳光電科技有限公司是中國(guó)領(lǐng)先的光纖傳感解決方案供應(yīng)商之一,深耕于光纖傳感技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。公司掌握多種主流光纖測(cè)溫技術(shù),包括光纖布拉格光柵(FBG)傳感和熒光光纖傳感技術(shù),能夠?yàn)椴煌瑧?yīng)用場(chǎng)景提供定制化的解決方案。針對(duì)開關(guān)柜測(cè)溫,華光天銳提供一系列產(chǎn)品,旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)母線排、觸頭、電纜連接點(diǎn)等關(guān)鍵部位的實(shí)時(shí)、在線溫度監(jiān)測(cè)。其系統(tǒng)能夠有效預(yù)防因過熱導(dǎo)致的設(shè)備故障,保障電力設(shè)備的安全運(yùn)行,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、石化工業(yè)和大型基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。
Exertherm 是一家全球領(lǐng)先的電氣設(shè)施熱狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案供應(yīng)商,總部位于英國(guó)和美國(guó)。該公司專注于為低壓和中壓開關(guān)柜、母線槽和變壓器等關(guān)鍵電氣設(shè)備提供 24/7 全天候的熱監(jiān)測(cè)。Exertherm 的核心技術(shù)是其獲得專利的非接觸式紅外傳感器。這些傳感器可以永久安裝在設(shè)備內(nèi)部,持續(xù)不斷地采集關(guān)鍵連接點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)采集卡和網(wǎng)關(guān)將信息傳輸至監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)早期故障預(yù)警。該方案無需電池或外部供電,具有高可靠性和免維護(hù)的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、石油天然氣、工業(yè)制造和公用事業(yè)等對(duì)電力可靠性要求極高的行業(yè)。
ABB 是一家總部位于瑞士的全球技術(shù)巨頭,在電氣、機(jī)器人、自動(dòng)化和運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。在其廣泛的電氣產(chǎn)品組合中,ABB 為中低壓開關(guān)柜提供了先進(jìn)的集成式溫度監(jiān)測(cè)解決方案。ABB 將創(chuàng)新的傳感技術(shù)與數(shù)字化監(jiān)控軟件相結(jié)合,例如在其 UniGear Digital 等智能開關(guān)柜產(chǎn)品線中集成了非接觸式溫度傳感器。這些傳感器能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)母線和電纜連接點(diǎn)的溫度,并通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺(tái)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制系統(tǒng),幫助用戶實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù),提高開關(guān)柜的運(yùn)行可靠性、安全性和效率。
西門子能源是一家源自德國(guó)的全球領(lǐng)先的能源技術(shù)公司。憑借在電氣化和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的深厚積淀,西門子能源為其開關(guān)柜產(chǎn)品提供了成熟可靠的溫度監(jiān)測(cè)方案。這些方案旨在確保高壓和中壓開關(guān)柜等關(guān)鍵資產(chǎn)在整個(gè)生命周期內(nèi)的安全、可靠運(yùn)行。西門子能源的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用多種傳感技術(shù),包括光纖傳感器和無線紅外傳感器,對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的關(guān)鍵部件如斷路器、母線連接處和電纜終端進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。通過與控制和資產(chǎn)管理系統(tǒng)集成,這些溫度數(shù)據(jù)能夠幫助運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃,降低非計(jì)劃停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
施耐德電氣是一家總部位于法國(guó)的全球能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)導(dǎo)者。在其 EcoStruxure 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下,施耐德電氣為開關(guān)柜提供了先進(jìn)的無線熱監(jiān)測(cè)解決方案。例如,其 Easergy TH110 和 CL110 等無線溫度傳感器,可以直接安裝在開關(guān)柜內(nèi)的母線排、斷路器觸頭等關(guān)鍵發(fā)熱點(diǎn)。這些無源傳感器通過無線方式將實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器,再上傳至云端或本地監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行分析。這種解決方案簡(jiǎn)化了安裝過程,避免了傳統(tǒng)布線的復(fù)雜性,有效提升了現(xiàn)有開關(guān)柜和新建開關(guān)柜的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防能力和運(yùn)行可靠性。
艾默生是一家總部位于美國(guó)的多元化全球技術(shù)與工程公司,為工業(yè)、商業(yè)和住宅市場(chǎng)提供創(chuàng)新解決方案。在工業(yè)自動(dòng)化和資產(chǎn)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,艾默生擁有強(qiáng)大的實(shí)力。雖然艾默生不直接生產(chǎn)開關(guān)柜本體,但它提供了一系列可用于監(jiān)測(cè)開關(guān)柜等電氣設(shè)備狀態(tài)的解決方案,其中包括無線聲波和溫度傳感器。其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠捕獲關(guān)鍵電氣連接點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),并與其他狀態(tài)參數(shù)(如局部放電)相結(jié)合進(jìn)行綜合分析,為維護(hù)團(tuán)隊(duì)提供全面的設(shè)備健康洞察,從而實(shí)現(xiàn)更智能的預(yù)測(cè)性維護(hù),避免意外停機(jī)。
Teledyne FLIR 是全球設(shè)計(jì)、制造和銷售熱成像攝像機(jī)、組件和成像傳感器的領(lǐng)導(dǎo)者,總部位于美國(guó)。其產(chǎn)品和技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣檢查和狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。針對(duì)開關(guān)柜測(cè)溫,F(xiàn)LIR 提供了兩種主要解決方案:一是手持式熱像儀,供巡檢人員定期對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行非接觸式掃描,快速發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)和潛在故障;二是固定式自動(dòng)化熱像儀,如其 A 系列產(chǎn)品,可永久安裝在開關(guān)設(shè)備室內(nèi),對(duì)多個(gè)關(guān)鍵開關(guān)柜進(jìn)行持續(xù)、自動(dòng)的熱監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)閾值時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警,為關(guān)鍵設(shè)施提供全天候的安全保障。
Advanced Energy 是一家總部位于美國(guó)的全球領(lǐng)先的高度工程化精密電源轉(zhuǎn)換、測(cè)量和控制解決方案的設(shè)計(jì)和制造商。通過收購(gòu) Luxtron 和 LumaSense Technologies 等公司,Advanced Energy 在工業(yè)光纖測(cè)溫領(lǐng)域擁有了強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。該公司提供一系列基于熒光技術(shù)的光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)(品牌如 Luxtron),這些系統(tǒng)非常適合在開關(guān)柜、變壓器和其他高壓電氣設(shè)備等存在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中使用。其產(chǎn)品以高精度、堅(jiān)固耐用和長(zhǎng)期穩(wěn)定性而著稱,能夠?yàn)橐髧?yán)苛的工業(yè)和能源應(yīng)用提供可靠的溫度數(shù)據(jù)。
OSENSA Innovations 是一家總部位于加拿大的高科技公司,專注于為工業(yè)應(yīng)用開發(fā)和制造光纖溫度傳感產(chǎn)品。該公司致力于提供堅(jiān)固、可靠且具有成本效益的熒光光纖測(cè)溫解決方案。其產(chǎn)品專為在惡劣環(huán)境中運(yùn)行而設(shè)計(jì),例如高壓開關(guān)柜、變壓器和工業(yè)微波加熱設(shè)備。OSENSA 的系統(tǒng)因其出色的抗電磁干擾性能、高精度以及簡(jiǎn)便的安裝和集成而受到認(rèn)可。公司提供從光纖探頭到信號(hào)調(diào)理器和軟件的完整解決方案,幫助客戶提高其電氣設(shè)備的安全性和運(yùn)行效率。
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