أجهزة استشعار درجة الحرارة من الألياف الضوئية الفلورية: أفضل حل لمراقبة النقاط الساخنة لملفات المحولات

في البيئة الداخلية القاسية للمحولات – التي تتميز بالجهد العالي, المجالات الكهرومغناطيسية القوية, ودرجات الحرارة المرتفعة - تعتبر أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية على نطاق واسع واحدة من أفضل الحلول المتاحة اليوم, خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب دقة, موثوق, والمراقبة الآمنة جوهريًا للمناطق الحرجة مثل النقاط الساخنة المتعرجة.

مبدأ أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية:

إن قلب مستشعر الألياف الضوئية الفلورسنت عبارة عن مادة فلورسنت خاصة مغلفة في نهاية الألياف أو عند نقطة محددة. عندما ضوء الإثارة من طول موجي معين (عادة ما ينبعث من LED أو الليزر) ينتقل عبر الألياف إلى مادة الفلورسنت, يتم إثارة المادة وتنبعث منها مضان بطول موجي محدد. خصائص هذا الفلورسنت (وقت الاضمحلال / العمر) يتغير بدقة شديدة وبشكل متكرر مع درجة حرارة البيئة التي توجد بها مادة الفلورسنت. يقوم المستشعر بقياس درجة الحرارة عن طريق الكشف عن التغيرات في عمر التألق (بدلا من الشدة). الكشف مدى الحياة يعني أنه لا يتأثر بالتقلبات في مصدر الضوء, فقدان انحناء الألياف, أو فقدان الموصل, ضمان الاستقرار والموثوقية العالية للغاية.

لماذا تعد مستشعرات الألياف الضوئية الفلورية هي الخيار الأفضل لمراقبة المحولات

1. السلامة الجوهرية والعزل الكهربائي:
2. الألياف نفسها مصنوعة من زجاج الكوارتز, وهو عازل كهربائي مثالي.
3. لا تدخل أي أجزاء معدنية إلى منطقة الجهد العالي, القضاء تماما على خطر الدوائر القصيرة, التصريفات, أو حتى الانفجارات الناجمة عن عيوب العزل أو إدخال الموصلات المعدنية, كما رأينا مع أجهزة الاستشعار التقليدية (مثل RTDs والمزدوجات الحرارية).
4. لا يتطلب مسبار المستشعر مصدر طاقة, يتم توفير إشارة ضوئية فقط في نهاية غرفة التحكم ذات الجهد المنخفض.
5. مقاومة ممتازة للتداخل الكهرومغناطيسي: تنقل الألياف الضوئية الإشارات الضوئية وهي محصنة تمامًا ضد أي شكل من أشكال التداخل الكهرومغناطيسي الناتج أثناء تشغيل المحولات, مثل المجالات الكهرومغناطيسية ذات تردد الطاقة القوية, التوافقيات, العابرين, والتفريغ الجزئي. نتائج القياس مستقرة وموثوقة.
6. دقة واستقرار عاليان: تقنية قياس درجة حرارة الفلورسنت مدى الحياة غير حساسة لتقلبات مصدر الضوء وفقدان الألياف, تحقيق دقة قياس عالية (عادة ما يصل إلى ±0.5 درجة مئوية أو أفضل). مادة الفلورسنت مستقرة فيزيائيا وكيميائيا, مقاومة للشيخوخة, مع استقرار ممتاز على المدى الطويل والحد الأدنى من الانجراف.
7. ارتفاع درجة الحرارة ومقاومة البيئة القاسية: ألياف الكوارتز ومواد الفلورسنت الخاصة (مثل بعض المواد النادرة المخدرة) يمكن أن تتحمل درجات حرارة عالية للغاية (عادة >200درجة مئوية, بتصاميم خاصة تزيد عن 300 درجة مئوية), تلبية كاملة لاحتياجات مراقبة النقاط الساخنة للمحولات (يمكن أن تتجاوز درجات حرارة النقاط الساخنة 105 درجة مئوية). مقاومة للتآكل النفطي والكيميائي (بيئة زيت المحولات), ومستقرة ميكانيكيا.
8. قياس النقطة الساخنة المباشرة: الألياف رقيقة للغاية ومرنة (القطر عادة أقل من 250 ميكرون), السماح بالتضمين المباشر بين الفطائر المتعرجة, منصات الضغط, أو بشكل وثيق على سطح الموصل, تمكين المباشر, القياس في الموقع لدرجة حرارة البقعة الساخنة الأكثر أهمية. وهذا أمر مستحيل بالنسبة للطرق الأخرى غير الغازية (مثل الأشعة تحت الحمراء).
9. قياس متعدد النقاط: فقدان الإشارة الضوئية في الألياف الضوئية منخفض للغاية, مما يجعلها مناسبة لنقل الإشارات من المناطق الخطرة ذات الجهد العالي إلى غرف التحكم الآمنة. يمكن تصميم النظام لقياس متعدد النقاط (ترتيب تحقيقات الفلورسنت المتعددة على مزيل تشكيل جهاز إرسال درجة حرارة الألياف الضوئية IF-C), مراقبة درجات الحرارة في أجزاء مختلفة من المحولات.
10. عمر خدمة طويل وصيانة منخفضة: يحتوي مستشعر الألياف الضوئية على بنية بسيطة, لا أجزاء متحركة, وفي بيئة زيت المحولات مستقرة, عمر الخدمة طويل جدًا (عادة ما يتوافق مع عمر المحول), وهي تقريبًا خالية من الصيانة.

المقارنة مع طرق مراقبة درجة حرارة المحولات الأخرى

طريقة المراقبة	المزايا	العيوب	مناسبة لمراقبة النقاط الساخنة للمحولات?
مستشعر الألياف الضوئية الفلورسنت	السلامة الجوهرية, مناعة EMI قوية, دقة عالية, استقرار عالي, مقاومة درجات الحرارة العالية, قياس النقطة الساخنة المباشرة, عمر طويل, انتقال متعدد النقاط	التكلفة الأولية مرتفعة نسبيا, يتطلب التثبيت تصميمًا احترافيًا (يجب أن يتم تضمينه أثناء التصنيع أو الإصلاح الشامل)	أفضل خيار
جهاز استشعار الألياف البصرية FBG	السلامة الجوهرية, مقاومة EMI, تعدد الإرسال, دقة عالية	حساسة للسلالة الساكنة (اهتزاز المحولات, يؤثر الإجهاد الميكانيكي على دقة درجة الحرارة), معدات إزالة التشكيل المعقدة والمكلفة, قد تتحلل الشبكات عند درجات حرارة عالية, عادة ما تكون تكلفة أعلى من ألياف الفلورسنت	صالحة للاستعمال, ولكنها أدنى من مستشعر الألياف الضوئية الفلورسنت
RTD / الحرارية	التكنولوجيا الناضجة, تكلفة منخفضة نسبيا, دقة عالية	يتطلب أسلاك معدنية لدخول منطقة الجهد العالي, خطر انهيار العزل وقصر الدائرة, عرضة لEMI قوية, قد تعرض الأسلاك أخطاء في القياس, لا يمكن تركيبها بشكل آمن وموثوق داخل اللفات ذات الجهد العالي, عمر قصير نسبيا	غير مناسب للمناطق الساخنة الحرجة
التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء	عدم الاتصال, يمكن مسح الأسطح	يمكن قياس درجة حرارة السطح فقط, لا يمكن قياس النقاط الساخنة الداخلية, تتأثر بشكل كبير بالتلوث النفطي/شفافية النافذة/الانبعاثية, دقة منخفضة نسبيا, غالي (المعدات المتطورة), يتطلب إيقاف التشغيل أو نوافذ خاصة	غير مناسب للمناطق الساخنة الداخلية
مقياس درجة حرارة الزيت العلوي	بسيط, تكلفة منخفضة	يعكس فقط متوسط ​​درجة حرارة الزيت, يتخلف بشكل خطير عن درجة حرارة النقطة الساخنة المتعرجة, لا يمكن توفير تحذير محلي من ارتفاع درجة الحرارة	غير مناسب

لماذا يجب على المحولات استخدام أجهزة استشعار الألياف الضوئية (وخاصة نوع الفلورسنت)?

المحولات هي المعدات الأساسية لشبكة الطاقة. تعتبر درجة حرارة النقطة الساخنة المتعرجة هي العامل الرئيسي الذي يحدد سعة التحميل وعمر الخدمة, وهو أيضًا أحد الأسباب الرئيسية للفشل. تواجه الطرق التقليدية لمراقبة درجة الحرارة تحديات لا يمكن التغلب عليها داخل المحولات:

• خطر عزل الجهد العالي: يعد إدخال الأسلاك المعدنية خطرًا كبيرًا على السلامة.
• التداخل الكهرومغناطيسي القوي: يتسبب في تشويه إشارة المستشعر الإلكتروني أو حتى فشلها.
• بيئة ذات درجة حرارة عالية: لا يمكن لأجهزة الاستشعار العادية أن تعمل بثبات لفترات طويلة.
• من الصعب الوصول إلى النقاط الحرجة: تتطلب النقاط الساخنة الداخلية في اللفات مصغرة, أجهزة استشعار مرنة لتضمينها.

تعمل أجهزة استشعار الألياف الضوئية الفلورية على حل جميع هذه المشكلات بشكل مثالي:

• أمان: جميع الألياف, لا معدن, آمنة جوهريا.
• مصداقية: محصن ضد EMI, مقاومة درجات الحرارة العالية, مستقرة على المدى الطويل.
• دقة: قم بقياس درجة حرارة النقطة الساخنة الأكثر أهمية للملف مباشرة.
• حياة طويلة: عمر يطابق المحول, خالية من الصيانة.

ملخص

للمحولات التي تتطلب أعلى مستوى من السلامة, البيانات الأكثر موثوقية, ومراقبة درجة حرارة النقاط الساخنة الأكثر دقة (وخاصة المحولات الكبيرة ذات الجهد العالي والفائق), تعد أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية هي الخيار الأفضل حاليًا بلا منازع. إنهم يتغلبون على العيوب القاتلة للطرق التقليدية, توفير آمنة جوهريا, مضاد للتدخل, عالية الدقة, مقاومة درجات الحرارة العالية, وحل طويل العمر. يمكن دمجها مباشرة في الملف لقياس درجة حرارة النقطة الساخنة الأساسية, توفير دعم البيانات الحاسمة للتشغيل الآمن للمحولات, تحسين التحميل, تقييم الحالة, والتنبؤ بالحياة. على الرغم من أن التكلفة الأولية أعلى ويجب التخطيط للتركيب أثناء التصنيع أو الإصلاح الشامل, تحسين السلامة, ضمان الموثوقية التشغيلية, وقيمة منع الأخطاء المحتملة تجعلها تقنية مراقبة رئيسية لا غنى عنها للمحولات الذكية الحديثة.

مستشعر درجة حرارة الألياف البصرية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف البصرية الموزعة في الصين