So messen Sie die Temperatur in Schaltanlagen mit fluoreszierenden faseroptischen Sensoren

1、 Verfahren zur Temperaturüberwachung für Schaltanlagen

Es gibt verschiedene Methoden zur Überwachung der Temperatur von Schaltanlagen, und die folgenden sind üblich:

Fluoreszierender faseroptischer Temperatursensor Verfahren:

Eine Temperaturmessmethode, die auf der Fluoreszenz-Nachleuchtfaser-Sensortechnologie basiert, Nutzung des Prinzips der Fasernachleuchtlebensdauer zur Temperaturmessung und -überwachung. Durch den Einbau fluoreszierender faseroptischer Sensoren innerhalb der Hochspannungsschaltanlage, Echtzeit-Temperaturinformationen können an verschiedenen Standorten abgerufen werden. Diese Methode bietet die Vorteile einer hohen Genauigkeit und einer starken Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen, und eignet sich zur kontinuierlichen Überwachung von Mehrpunkttemperaturen. Aufgrund seiner hervorragenden Isoliereigenschaften, Glasfasern bieten eine höhere Sicherheit in Hochspannungsumgebungen wie Schaltanlagen, und können flexibel an überwachungsbedürftigen Orten angeordnet werden, einen größeren Bereich abdecken.

Kontakt kabelloser Temperatursensor Verfahren:

Dabei handelt es sich um eine zuverlässige Temperaturmessmethode für Hochspannungsschaltanlagen. Durch den Einbau von Kontaktsensoren (wie zum Beispiel Thermoelemente, Thermistoren, usw.) innerhalb oder an kritischen Stellen der Schaltanlage, direkter Kontakt mit der Oberfläche des zu messenden Objekts, Echtzeit-Temperaturdaten der Objektoberfläche können abgerufen werden. Diese Methode zeichnet sich durch eine hohe Genauigkeit und schnelle Reaktionsgeschwindigkeit aus, und eignet sich zur präzisen Überwachung bestimmter Orte oder Komponenten. Zum Beispiel, Durch die Installation von Thermoelementsensoren an wichtigen Verbindungspunkten einiger Schaltanlagen können Temperaturänderungen an diesem Punkt genau gemessen werden, um anormale Heizbedingungen rechtzeitig zu erkennen. Bei dieser Methode können jedoch Probleme auftreten, beispielsweise eine komplexe Verkabelung, und wenn der Sensor eine Fehlfunktion aufweist, Dies kann die Messergebnisse beeinträchtigen und schwierig zu erkennen sein.

Infrarot-Temperaturmessmethode:

Dies ist ein tragbares Temperaturmessgerät, das sich für schnelle Messungen eignet, Berührungslose Temperaturerfassung von Hochspannungsschaltanlagen. Bei Verwendung, Zielen Sie einfach auf die Zieloberfläche, um schnell den Wert der Oberflächentemperatur an dieser Stelle zu ermitteln. Das Prinzip besteht darin, die von der Oberfläche eines Objekts emittierte Infrarotstrahlung zu nutzen, welches proportional zu seiner Oberflächentemperatur ist. Durch die Erfassung und Verarbeitung der Infrarotstrahlung, Die Oberflächentemperaturdaten des Zielobjekts können abgerufen werden. Jedoch, Diese Methode wird stark von Umweltfaktoren beeinflusst, wie etwa umgebende Wärmequellen, Staub, usw., die die Messergebnisse beeinträchtigen können. Darüber hinaus, Es kann nur die Oberflächentemperatur messen und spiegelt möglicherweise tiefgreifende Temperaturänderungen im Inneren der Schaltanlage nicht genau wider.

CCD-Kamera-Überwachungsverfahren:

Nehmen Sie mit einer CCD-Kamera Bilder vom Inneren der Schaltanlage auf, und analysieren Sie dann die Temperaturinformationen in den Bildern mithilfe relevanter Algorithmen. Jedoch, Diese Methode weist Einschränkungen auf, da sie möglicherweise nicht in der Lage ist, die Temperatur verschiedener Komponenten genau zu unterscheiden, und ist möglicherweise nicht in der Lage, die Temperatur einiger verdeckter Bereiche effektiv zu überwachen. Zusätzlich, Die Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit der CCD-Kameras an die Umgebung selbst kann sich auch auf die Genauigkeit der Temperaturüberwachung auswirken.

Methode zur Temperaturüberwachung von Wachs:

Dies ist eine traditionellere Methode zur Temperaturüberwachung. Die temperaturanzeigende Wachsplatte ändert je nach Temperaturänderung ihre Farbe oder Form, und die Temperatur im Inneren der Schaltanlage kann durch Beobachtung der Veränderungen in der Wachsfolie bestimmt werden. Jedoch, Mit dieser Methode kann nur ein grober Temperaturbereich angegeben werden, Temperaturwerte können nicht genau gemessen werden, und kann nicht in Echtzeit überwacht werden. Es erfordert eine regelmäßige manuelle Überwachung. Sobald die Temperatur die Reaktionstemperatur der Wachsplatte überschreitet, es kann erst im Nachhinein bekannt sein und kann nicht rechtzeitig alarmiert werden.

2、 Anwendung von Fluoreszierende faseroptische Temperaturmessung in der Temperaturüberwachung von Schaltanlagen

Das Grundprinzip der Verwendung der Fluoreszenzfaser-Temperaturmesstechnik zur Temperaturüberwachung von Schaltanlagen besteht darin, die Temperaturreaktionseigenschaften fluoreszierender Materialien zu nutzen. Wenn die fluoreszierende Faser mit Anregungslicht bestrahlt wird, es wird Fluoreszenz emittieren, und die Lebensdauer der Fluoreszenz steht in einem spezifischen Zusammenhang mit der Temperatur. Der Temperaturwert kann durch Messung der Fluoreszenzlebensdauer bestimmt werden. In der Schaltanlage, Fluoreszierende faseroptische Sensoren können in der Nähe von Schlüsselkomponenten wie Sammelschienen installiert werden, bewegliche Kontakte, und stationäre Kontakte zur Überwachung von Temperaturänderungen in diesen Bereichen. Zum Beispiel, für die beweglichen Kontakte in der Schaltanlage, durch den Hitzestau beim Öffnungs- und Schließvorgang, Durch den Einsatz fluoreszierender faseroptischer Sensoren kann ihre Temperatur in Echtzeit überwacht werden. Sobald die Temperatur ungewöhnlich ansteigt, Es kann rechtzeitig ein Alarm ausgelöst werden, um Unfälle zu verhindern. Das fluoreszierende faseroptische Temperaturmesssystem verfügt außerdem über eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit, kleine tote Winkel, Echtzeitüberwachung und Fernüberwachung, Dadurch eignet es sich hervorragend für Temperaturüberwachungsanforderungen in komplexen Umgebungen wie Schaltanlagen.

3、 Die Vorteile der faseroptischen Temperaturmessung

hochpräzise:
Mit faseroptischen Temperatursensoren können hochpräzise Temperaturmessungen durchgeführt werden. Am Beispiel fluoreszierender faseroptischer Sensoren, Sie reagieren sehr empfindlich auf Temperaturänderungen und können kleine Temperaturänderungen erkennen. Diese hochpräzise Messfunktion ermöglicht die rechtzeitige Erkennung geringfügiger abnormaler Temperaturanstiege bei der Temperaturüberwachung von Schaltanlagen, und frühzeitige Warnung vor potenziellen Fehlerrisiken. Zum Beispiel, bei der Überwachung zentraler Komponenten in teilweise Schaltschränken mit extrem hohen Temperaturanforderungen, Mit der faseroptischen Temperaturmessung können Temperaturänderungen bis zu einigen Zehntel Grad genau gemessen werden, Während herkömmliche Temperaturmessmethoden möglicherweise nicht in der Lage sind, eine solche Genauigkeit zu erreichen.

Starke Anti-Interferenz-Fähigkeit:

Die faseroptische Temperaturmessung bietet einzigartige Vorteile in Umgebungen voller elektromagnetischer Störungen, wie Schaltanlagen. Die Glasfaser selbst ist nicht leitend und wird nicht durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt. Sei es das starke elektromagnetische Feld, das beim Betrieb der Hochspannungsschaltanlage entsteht, oder die elektromagnetischen Störungen, die durch andere umliegende elektrische Geräte erzeugt werden, Das faseroptische Temperaturmesssystem wird dadurch nicht beeinträchtigt. Dadurch kann das faseroptische Temperaturmesssystem stabil und genau arbeiten, Gewährleistung der Zuverlässigkeit der Temperaturüberwachungsdaten. Im Gegensatz, Bei einigen elektronischen Temperatursensoren kann es aufgrund elektromagnetischer Störungen zu Messfehlern oder sogar zu Fehlfunktionen kommen.

Sicher und zuverlässig:

Glasfaserkabel haben gute Isolationseigenschaften, Dadurch ist die faseroptische Temperaturmessung in Hochspannungsumgebungen wie Schaltanlagen sehr sicher. In der Schaltanlage, Glasfasern können Hochspannungskomponenten zur Temperaturmessung direkt kontaktieren, ohne dass die Gefahr eines Stromschlags besteht, wie dies bei einigen Metallsensoren der Fall ist. Darüber hinaus, Glasfasern stellen keine Sicherheitsrisiken wie elektrische Funken dar und sind für verschiedene gefährliche Umgebungen geeignet. Zum Beispiel, in brennbaren und explosiven Umgebungen, Glasfaser-Temperaturmesssysteme können sicher und zuverlässig arbeiten, Gewährleistung einer reibungslosen Temperaturüberwachung der Schaltanlage.

Geeignet für Mehrpunktüberwachung:

Glasfaserkabel können bequem verteilt angeordnet werden, Ermöglicht die gleichzeitige Temperaturüberwachung mehrerer Punkte innerhalb der Schaltanlage. Durch die Installation von faseroptischen Sensoren an verschiedenen Stellen der Schaltanlage, wie z.B. Sammelschienen, Kontakte, und Verbindungspunkte, Es kann ein umfassendes Temperaturüberwachungsnetzwerk aufgebaut werden. Auf diese Weise, Temperaturinformationen von mehreren Standorten können gleichzeitig abgerufen werden, Dies erleichtert die Analyse der gesamten Temperaturverteilung und des Temperaturtrends der Schaltanlage. Zum Beispiel, in einer großen Schaltanlage, Über Lichtwellenleiter können verschiedene Sensoren angeschlossen werden, um die Temperatursituation an verschiedenen Stellen im System in Echtzeit zu überwachen und lokale Überhitzungsprobleme rechtzeitig zu erkennen.

Kleiner toter Winkel:

Die Glasfasertemperatur Das Messsystem kann faseroptische Sensoren flexibel anordnen entsprechend dem inneren Aufbau der Schaltanlage, Dadurch können tote Winkel bei der Überwachung effektiv reduziert werden. Ob es um den engen Raum innerhalb der Schaltanlage oder um komplex geformte Komponenten geht, Eine Temperaturüberwachung kann durch eine sinnvolle Anordnung der Lichtwellenleiter erreicht werden. Im Gegensatz, einige andere Methoden zur Temperaturmessung, wie z.B. CCD-Kameraüberwachung, Möglicherweise gibt es tote Winkel, die nicht erkannt werden können, während die faseroptische Temperaturmessung verschiedene Teile innerhalb der Schaltanlage umfassender abdecken kann.

Kann eine Fernüberwachung erreichen:

Das faseroptische Temperaturmesssystem kann die gesammelten Temperaturdaten über Glasfasern an ein entferntes Überwachungszentrum übertragen. Dies ermöglicht dem Betriebs- und Wartungspersonal, Temperaturdaten in Echtzeit von einem entfernten Standort außerhalb des Schranks anzuzeigen und so die Fernüberwachung und -verwaltung zu ermöglichen. Zum Beispiel, in einem großen Umspannwerk, Das Betriebs- und Wartungspersonal kann die Temperatur jeder Schaltanlage in Echtzeit überwachen, indem es Temperaturdaten verwendet, die über Glasfasern vom Hauptkontrollraum übertragen werden. Sobald eine abnormale Temperatur festgestellt wird, Es können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden, um die Effizienz und den Komfort von Betrieb und Wartung zu verbessern.

4、 Vergleich zwischen faseroptischer Temperaturmessung und anderen Methoden zur Temperaturüberwachung von Schaltanlagen

Vergleich mit der Methode des drahtlosen Kontakt-Temperatursensors:

Was die Genauigkeit angeht, Die faseroptische Temperaturmessung zeichnet sich durch hohe Präzision aus und kann kleine Temperaturänderungen erkennen. Obwohl die kontaktbehaftete Methode des drahtlosen Temperatursensors auch eine hohe Genauigkeit aufweist, in manchen Situationen, in denen hohe Präzision erforderlich ist, Die faseroptische Temperaturmessung kann weitere Vorteile haben. Zum Beispiel, bei der Überwachung der Temperatur kleiner Anschlusspunkte innerhalb einer Schaltanlage, Die faseroptische Temperaturmessung kann auf wenige Zehntel Grad genau sein, während Kontaktsensoren einen bestimmten Fehlerbereich aufweisen können.

Anti-Interferenz-Fähigkeit: Die faseroptische Temperaturmessung verfügt über eine starke antielektromagnetische Interferenzfähigkeit und kann in starken elektromagnetischen Umgebungen wie Schaltanlagen stabil funktionieren; Kontaktsensoren können durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt werden, Dies kann die Messgenauigkeit beeinträchtigen, insbesondere in komplexen elektromagnetischen Umgebungen innerhalb von Schaltanlagen, und es können zusätzliche Anti-Interferenz-Maßnahmen erforderlich sein.

Sicherheit: Glasfaserkabel haben gute Isolationseigenschaften, Dies macht den Einsatz in Hochspannungsumgebungen von Schaltanlagen sicherer; Wenn bei der Installation oder Verwendung von Kontaktsensoren Isolationsschäden auftreten, Es besteht die Gefahr eines Stromschlags.

Mehrpunktüberwachungsfunktion: Die faseroptische Temperaturmessung eignet sich für die Mehrpunktüberwachung und kann problemlos Sensoren an mehreren Stellen innerhalb der Schaltanlage einsetzen, um ein Überwachungsnetzwerk aufzubauen; Wenn Kontaktsensoren eine Mehrpunktüberwachung durchführen müssen, Sie erfordern möglicherweise mehr Verkabelung und Ausrüstung, und Installation und Verwaltung sind relativ komplex.

Im Vergleich zur Infrarot-Temperaturmessmethode:

Messmethode: Bei der Infrarot-Temperaturmessung handelt es sich um eine berührungslose und schnelle Messmethode, mit der ausschließlich die Oberflächentemperatur eines Objekts gemessen werden kann; Eine faseroptische Temperaturmessung kann durch Kontakt oder Annäherung an das Messobjekt über faseroptische Sensoren erreicht werden, Dadurch kann die Temperatur im Inneren oder an der Oberfläche des Objekts gemessen und eine kontinuierliche Überwachung erreicht werden. Zum Beispiel, zur Temperaturüberwachung von Bauteilen tief im Inneren der Schaltanlage, Die Infrarot-Temperaturmessmethode kann diese nicht genau ermitteln, Bei der faseroptischen Temperaturmessung können Sensoren an entsprechenden Messpositionen angeordnet werden.

Anpassungsfähigkeit an die Umwelt: Die Infrarot-Temperaturmessung wird stark von Umweltfaktoren beeinflusst, wie etwa umgebende Wärmequellen, Staub, Rauch, usw., die die Messergebnisse beeinträchtigen können; Die faseroptische Temperaturmessung wird weniger von Umweltfaktoren beeinflusst, verfügt über eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit, und kann die Temperatur in komplexen Umgebungen genau messen.

Genauigkeit und Stabilität: Die faseroptische Temperaturmessung weist eine hohe Genauigkeit und gute Stabilität auf, und kann Temperaturänderungen über einen langen Zeitraum stabil überwachen; Die Genauigkeit der Infrarot-Temperaturmessung ist relativ gering, und die Messergebnisse können aufgrund von Schwankungen der Umgebungsfaktoren instabil sein.

Vergleich mit der CCD-Kameraüberwachungsmethode:

Genauigkeit der Temperaturmessung: Die CCD-Kameraüberwachungsmethode erhält Temperaturinformationen durch Bildanalyse, Dies weist eine relativ geringe Genauigkeit auf und es ist schwierig, die Temperatur verschiedener Komponenten genau zu unterscheiden; Mit der faseroptischen Temperaturmessung kann die Temperatur direkt und mit höherer Genauigkeit gemessen werden, und kann den Temperaturwert an jeder Sensorposition genau ermitteln.
Überwachung toter Winkel: Bei der CCD-Kamera-Überwachungsmethode kann es zu toten Winkeln kommen, die die blockierten Teile nicht effektiv überwachen können; Durch die faseroptische Temperaturmessung können tote Winkel bei der Überwachung reduziert und eine umfassendere Temperaturüberwachung erreicht werden, indem faseroptische Sensoren sinnvoll angeordnet werden.

Leistung in Echtzeit: Die faseroptische Temperaturmessung kann Temperaturänderungen in Echtzeit überwachen und eine zeitnahe Rückmeldung der Daten liefern; Bei der CCD-Kamera-Überwachungsmethode kann es zu Verzögerungen kommen, da eine Bildaufnahme erforderlich ist, Verarbeitung, und Analyse, um Temperaturinformationen zu erhalten.

Vergleich mit der Temperaturwachsüberwachungsmethode:
Messgenauigkeit: Die Temperaturwachsüberwachungsmethode kann nur einen groben Temperaturbereich liefern und Temperaturwerte nicht genau messen; Die faseroptische Temperaturmessung kann die Temperatur genau messen und genaue Temperaturdaten liefern.

Echtzeitleistung und Warnfunktion: Die Temperaturwachsüberwachungsmethode kann die Temperatur nicht in Echtzeit überwachen und erfordert eine regelmäßige manuelle Inspektion, die nicht rechtzeitig warnen kann; Mit der faseroptischen Temperaturmessung können Temperaturänderungen in Echtzeit überwacht werden, und wenn die Temperatur den eingestellten Schwellenwert überschreitet, es kann rechtzeitig einen Alarm auslösen, um die rechtzeitige Ergreifung von Maßnahmen zu erleichtern.

5、 Beispielhafte Analyse der faseroptischen Temperaturmessung in der Temperaturüberwachung von Schaltanlagen

Anwendung der Temperaturmessung mit Faser-Bragg-Gitter am Beispiel einer Schaltanlage in einem Umspannwerk:
Im Temperaturüberwachungssystem der Schaltanlage in einem bestimmten Umspannwerk, Es kommt fluoreszierende faseroptische Temperaturmesstechnik zum Einsatz. Fluoreszierende faseroptische Sensoren wurden an wichtigen Stellen wie Sammelschienen installiert, Kontakte, und Verbindungsstellen in der Schaltanlage. Diese Sensoren sind über fluoreszierende optische Fasern mit dem Überwachungshost verbunden. Aufgrund des Betriebs der Schaltanlage, Teile wie Sammelschienen und Kontakte neigen aufgrund von zu hohem Strom und schlechtem Kontakt zur Wärmeentwicklung. Durch den Einsatz fluoreszierender faseroptischer Sensoren, Temperaturänderungen in diesen Bereichen können in Echtzeit überwacht werden. Zum Beispiel, wenn der Kontakt zwischen den Kontakten schlecht ist, Es kommt zu einer lokalen Überhitzung. Fluoreszierende Glasfasersensoren können den Temperaturanstieg schnell erkennen und das Temperatursignal in Form von Glasfaser an den Überwachungshost übertragen. Überwachen Sie den Host zur Analyse und ermitteln Sie spezifische Temperaturwerte. Sobald die Temperatur den eingestellten Sicherheitsgrenzwert überschreitet, Das System gibt sofort einen Alarm aus, um das Betriebs- und Wartungspersonal zu benachrichtigen. Diese Echtzeit-Überwachungs- und Warnfunktion verhindert wirksam Schaltanlagenausfälle durch Überhitzung und verbessert die Betriebssicherheit des Umspannwerks. Darüber hinaus, da fluoreszierende faseroptische Sensoren eine hochpräzise Temperaturmessung erreichen können, Sie können subtile Temperaturänderungen genau wiedergeben, Dies hilft dem Wartungspersonal, potenzielle Probleme rechtzeitig zu erkennen. Zum Beispiel, im Normalbetrieb, Aufgrund von Belastungsänderungen kann die Temperatur der Sammelschiene geringfügig schwanken. Fluoreszierende faseroptische Sensoren können diese Schwankungen genau messen und dem Wartungspersonal detaillierte Temperaturtrendinformationen liefern, damit es sinnvolle Wartungsentscheidungen treffen kann.

Anwendungsbeispiele der fluoreszierenden faseroptischen Temperaturmessung in Schaltanlagen:

Die Schaltanlage eines bestimmten Unternehmens übernimmt a fluoreszierendes faseroptisches Temperaturmesssystem. In der Sammelschiene sind fluoreszierende Lichtleitersensoren verbaut, bewegliche Kontakte, stationäre Kontakte, und andere Teile innerhalb der Schaltanlage. Fluoreszierende faseroptische Sensoren nutzen die Temperaturreaktionseigenschaften fluoreszierender Materialien, um die Temperatur durch Messung der Fluoreszenzlebensdauer zu bestimmen. Im tatsächlichen Betrieb, wenn sich die Belastung der Schaltanlage ändert oder Komponenten ausfallen, die Temperatur der entsprechenden Teile ändert sich. Zum Beispiel, wenn der bewegliche Kontakt nach längerem Betrieb einem Verschleiß unterliegt, der Kontaktwiderstand erhöht sich, was zu einem Temperaturanstieg führt. Fluoreszierende faseroptische Sensoren können Temperaturänderungen rechtzeitig erkennen und Daten an das Überwachungssystem übermitteln. Das Überwachungssystem ermittelt anhand der empfangenen Daten, ob die Temperatur abnormal ist, und sendet ein Alarmsignal, wenn es abnormal ist. In der Zwischenzeit, aufgrund der starken Anti-Interferenz-Fähigkeit und der kleinen Blindzone des fluoreszierenden faseroptischen Temperaturmesssystems, Es kann die Temperatur in der komplexen elektromagnetischen Umgebung und im kompakten Bauraum von Schaltanlagen stabil und umfassend überwachen. Im Vergleich zu herkömmlichen Temperaturmessmethoden, die Einführung eines Leuchtstoffs faseroptisches Temperaturmesssystem Das Unternehmen verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Temperaturüberwachung für Schaltanlagen erheblich, reduziert Geräteausfälle und Ausfallzeiten aufgrund von Temperaturanomalien, und verbessert die Produktionseffizienz.