蛍光ファイバー光温度センサー: 変圧器巻線のホットスポット監視に最適なソリューション-INNO

高電圧を特徴とする変圧器の極限の内部環境, 強い電磁場, および高温 - 蛍光ファイバー光温度センサーは、現在入手可能な最良のソリューションの 1 つとして広く認められています。, 特に正確さを必要とするアプリケーション向け, 信頼性のある, 曲がりくねったホットスポットなどの重要なエリアの本質安全監視.

蛍光式光ファイバー温度センサーの原理:

蛍光光ファイバーセンサーのコアは、ファイバーの端または特定の点にコーティングされた特殊な蛍光物質です。. 特定の波長の励起光を照射した場合 (通常はLEDまたはレーザーによって放射されます) ファイバーを通って蛍光物質に伝達されます, 材料が励起されて特定の波長の蛍光を発します。. この蛍光の特徴は (減衰時間/寿命) 蛍光物質が存在する環境の温度に応じて、非常に正確かつ再現性よく変化します。. センサーは蛍光寿命の変化を検出することで温度を測定します (強さというよりも). 寿命検出により、光源の変動の影響を受けません。, ファイバー曲げ損失, またはコネクタの紛失, 極めて高い安定性と信頼性を確保.

蛍光光ファイバセンサーが変圧器監視に最適な理由

本質安全防爆と電気絶縁:
ファイバー自体は石英ガラスでできています, これは完全な電気絶縁体です.
高電圧部分に金属部品が侵入しない, 短絡のリスクを完全に排除, 放電, 絶縁欠陥や金属導体の導入によって引き起こされる爆発さえも, 従来のセンサーで見られるような (RTDや熱電対など).
センサープローブは電源を必要としません, 低電圧制御室側で提供されるのは光信号のみ.
優れた耐電磁妨害性: 光ファイバーは光信号を伝送し、変圧器の動作中に発生するあらゆる形態の電磁干渉の影響を完全に受けません。, 強力な電力周波数電磁場など, 高調波, 過渡現象, と部分放電. 測定結果は安定していて信頼性が高い.
高精度と安定性: 蛍光寿命温度測定技術は、光源の変動やファイバー損失の影響を受けません。, 高い測定精度を実現 (通常は最大±0.5℃以上). 蛍光物質は物理的および化学的に安定です, 老化に強い, 優れた長期安定性と最小限のドリフトを備えています.
高温および過酷な環境への耐性: 石英繊維と特殊蛍光体 (特定の希土類ドープ材料など) 非常に高い温度に耐えることができます (通常 >200℃, 300°Cを超える特別な設計), 変圧器のホットスポット監視のニーズを完全に満たします (ホットスポット温度は 105°C をはるかに超える場合があります). 耐油性および耐化学腐食性 (変圧器油環境), 機械的に安定している.
直接ホットスポット測定: 繊維が非常に細くて柔軟性があるので、 (直径は通常以下より小さい 250 ミクロン), 巻きパンケーキ間に直接埋め込むことが可能, プレスパッド, または導体表面に密着, 直接を有効にする, 最も重要なホットスポット温度の現場測定. これは他の非侵襲的方法では不可能です (赤外線などの).
多点測定: 光ファイバーにおける光信号損失は極めて低い, 高電圧危険区域から安全な制御室への信号の送信に適しています。. システムは多点測定用に設計可能 (複数の蛍光プローブを 1 つの IF-C 光ファイバー温度トランスミッター復調器に配置), 変圧器のさまざまな部分の温度を監視する.
長寿命と低メンテナンス: 光ファイバーセンサーはシンプルな構造です, 可動部品がない, 安定した変圧器油環境で, その耐用年数は非常に長いです (通常は変圧器の寿命と一致します), そしてほぼメンテナンスフリーです.

他の変圧器温度監視方法との比較

モニタリング方法	利点	短所	変圧器のホットスポット監視に最適?
蛍光光ファイバーセンサー	本質安全防爆, 強力なEMI耐性, 高精度, 高い安定性, 高温耐性, 直接ホットスポット測定, 長寿命, 多地点伝送	初期費用が比較的高い, 設置には専門的な設計が必要です (製造時または大規模なオーバーホール時に組み込む必要がある)	最良の選択
FBG光ファイバーセンサー	本質安全防爆, EMI耐性, 多重化, 高精度	静的歪みに敏感 (トランスの振動, 機械的ストレスは温度精度に影響します), 複雑で高価な復調装置, 格子は高温で劣化する可能性があります, 通常、蛍光ファイバーよりも高価です	使える, ただし、蛍光光ファイバセンサーには劣ります
RTD/熱電対	成熟したテクノロジー, 比較的低コスト, 高精度	高電圧エリアに入るには金属線が必要, 絶縁破壊やショートの危険性がある, 強いEMIの影響を受けやすい, ワイヤーにより測定誤差が生じる可能性があります, 高電圧巻線内に安全かつ確実に設置することはできません, 比較的短い寿命	重要なホットスポットには適していません
赤外線サーモグラフィー	非接触, 表面をスキャンできます	表面温度のみ測定可能, 内部のホットスポットは測定できません, 油汚れ/窓の透明度/放射率の影響を大きく受ける, 比較的精度が低い, 高い (ハイエンド機器), シャットダウンまたは特別なウィンドウが必要	内部のホットスポットには適していません
上部油温計	単純, 低コスト	平均油温のみを反映, 巻線のホットスポット温度より大幅に遅れています, 局所的な過熱警告を提供できません	不適切

変圧器が光ファイバーセンサーを使用しなければならない理由 (特に蛍光タイプ)?

変圧器は電力網の中核機器です. 巻線のホットスポット温度は、負荷容量と寿命を決定する重要な要素です, そしてそれは失敗の主な原因の一つでもあります. 従来の温度監視方法は、変圧器内部で克服できない課題に直面しています:

高電圧絶縁のリスク: 金属ワイヤーの導入は安全上大きな危険をもたらします.
強い電磁干渉: 電子センサー信号の歪みや故障の原因となる.
高温環境: 通常のセンサーは長期間安定して動作することができません.
重要なポイントに到達するのが難しい: 巻線の内部ホットスポットには小型化が必要, 埋め込み可能な柔軟なセンサー.

蛍光光ファイバーセンサーはこれらすべての問題を完全に解決します:

安全性: オールファイバー, 金属なし, 本質的に安全.
信頼性: EMIに対する耐性, 高温耐性, 長期安定.
精度: 最も重要な巻線ホットスポット温度を直接測定.
長寿命: 寿命は変圧器に一致します, メンテナンスフリー.

まとめ

最高の安全性が要求される変圧器向け, 最も信頼できるデータ, 最も正確なホットスポット温度監視 (特に大型の高圧および超高圧変圧器), 蛍光光ファイバー温度センサーは現在、議論の余地のない最良の選択肢です。. 従来の手法の致命的な欠陥を克服します, 本質安全防爆の提供, 干渉防止, 高精度, 高温耐性, 長寿命ソリューション. 巻線に直接埋め込んでコアのホットスポット温度を測定できます。, 変圧器の安全な動作のための重要なデータサポートを提供します, 負荷の最適化, 状態の評価, そして人生予測. 初期費用は高くなりますが、製造時や大規模なオーバーホール時に設置を計画する必要があります。, 安全性の向上, 動作信頼性の保証, 潜在的な障害防止の価値により、最新のインテリジェント変圧器にとって不可欠な重要な監視テクノロジーになります。.