Jak mierzyć temperaturę w rozdzielnicy za pomocą fluorescencyjnych czujników światłowodowych-INNO

1、 Metoda monitorowania temperatury rozdzielnic

Istnieją różne metody monitorowania temperatury rozdzielnicy, i poniższe są powszechne:

Fluorescencyjny, światłowodowy czujnik temperatury metoda:

Metoda pomiaru temperatury oparta na technologii światłowodowego wykrywania poświaty fluorescencyjnej, wykorzystując zasadę żywotności poświaty światłowodowej w celu pomiaru i monitorowania temperatury. Instalując fluorescencyjne czujniki światłowodowe wewnątrz rozdzielnicy wysokiego napięcia, Informacje o temperaturze w czasie rzeczywistym można uzyskać w różnych lokalizacjach. Zaletą tej metody jest wysoka dokładność i duża odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, i nadaje się do ciągłego monitorowania temperatur wielopunktowych. Ze względu na doskonałe właściwości izolacyjne, światłowody zapewniają większe bezpieczeństwo w środowiskach wysokiego napięcia, takich jak rozdzielnice, i można je elastycznie aranżować w lokalizacjach wymagających monitorowania, obejmujący większy obszar.

Kontakt bezprzewodowy czujnik temperatury metoda:

Jest to niezawodna metoda pomiaru temperatury w rozdzielnicach wysokiego napięcia. Instalując czujniki kontaktowe (takie jak termopary, termistory, itp.) wewnątrz lub w krytycznych miejscach rozdzielnicy, bezpośrednio stykających się z powierzchnią mierzonego obiektu, można uzyskać dane dotyczące temperatury powierzchni obiektu w czasie rzeczywistym. Ta metoda charakteryzuje się wysoką dokładnością i dużą szybkością reakcji, i nadaje się do precyzyjnego monitorowania określonych lokalizacji lub komponentów. Na przykład, zainstalowanie czujników termoparowych w kluczowych punktach połączeń niektórych rozdzielnic może dokładnie zmierzyć zmiany temperatury w tym punkcie, w celu szybkiego wykrycia nieprawidłowych warunków ogrzewania. Ale ta metoda może powodować problemy, takie jak skomplikowane okablowanie, i jeśli czujnik działa nieprawidłowo, it may affect the measurement results and be difficult to detect.

Metoda pomiaru temperatury w podczerwieni:

This is a handheld temperature measurement tool suitable for fast, non-contact temperature detection of high-voltage switchgear. When in use, simply aim at the target surface to quickly obtain the surface temperature value at that location. The principle is to use the infrared radiation emitted from the surface of an object, which is proportional to its surface temperature. By detecting and processing the infrared radiation, the surface temperature data of the target object can be obtained. Jednakże, this method is greatly affected by environmental factors, such as surrounding heat sources, pył, itp., which may interfere with the measurement results. Ponadto, it can only measure surface temperature and may not accurately reflect deep-seated temperature changes inside the switchgear.

CCD camera monitoring method:

Capture images of the interior of the switchgear using a CCD camera, and then analyze the temperature information in the images using relevant algorithms. Jednakże, this method has limitations as it may not be able to accurately distinguish the temperature of different components, and may not be able to effectively monitor the temperature of some obscured areas. Ponadto, the accuracy and environmental adaptability of CCD cameras themselves can also affect the accuracy of temperature monitoring.

Temperature wax monitoring method:

This is a more traditional temperature monitoring method. The temperature indicating wax sheet will change color or shape according to temperature changes, and the temperature inside the switchgear can be determined by observing the changes in the wax sheet. Jednakże, this method can only provide a rough temperature range, cannot accurately measure temperature values, and cannot be monitored in real time. It requires regular manual monitoring. Once the temperature exceeds the response temperature of the wax sheet, it can only be known afterwards and cannot be alerted in a timely manner.

2、 Application of Fluorescencyjny pomiar temperatury za pomocą światłowodu in Temperature Monitoring of Switchgear

The basic principle of using fluorescent fiber temperature measurement technology for switchgear temperature monitoring is to utilize the temperature response characteristics of fluorescent materials. When the fluorescent fiber is irradiated with excitation light, it will emit fluorescence, and the lifetime of fluorescence has a specific relationship with temperature. The temperature value can be determined by measuring the fluorescence lifetime. W rozdzielnicy, fluorescent fiber optic sensors can be installed near key components such as busbars, ruchome kontakty, and stationary contacts to monitor temperature changes in these areas. Na przykład, for the moving contacts in the switchgear, due to the accumulation of heat during the opening and closing process, the use of fluorescent fiber optic sensors can monitor their temperature in real time. Once the temperature rises abnormally, an alarm can be issued in a timely manner to prevent accidents. The fluorescence fiber optic temperature measurement system also has strong anti-interference ability, small coverage blind spots, real-time monitoring and remote monitoring, making it very suitable for temperature monitoring needs in complex environments such as switchgear.

3、 The advantages of fiber optic temperature measurement

wysoka precyzja:
Światłowodowe czujniki temperatury umożliwiają precyzyjny pomiar temperatury. Biorąc za przykład fluorescencyjne czujniki światłowodowe, są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury i potrafią wykryć niewielkie zmiany temperatury. Ta wysoce precyzyjna zdolność pomiarowa umożliwia szybkie wykrywanie subtelnych, nieprawidłowych wzrostów temperatury w monitorowaniu temperatury rozdzielnicy, oraz wczesne ostrzeganie o potencjalnych zagrożeniach związanych z awariami. Na przykład, w monitorowaniu kluczowych komponentów w niektórych szafach sterowniczych o ekstremalnie wysokich wymaganiach temperaturowych, Światłowodowy pomiar temperatury może dokładnie mierzyć zmiany temperatury do kilku dziesiątych stopnia, podczas gdy tradycyjne metody pomiaru temperatury mogą nie zapewniać takiej dokładności.

Silna zdolność przeciwzakłóceniowa:

Światłowodowy pomiar temperatury ma wyjątkowe zalety w środowiskach pełnych zakłóceń elektromagnetycznych, takie jak rozdzielnica. Światłowód sam w sobie nie przewodzi prądu i nie ma na niego wpływu zakłóceń elektromagnetycznych. Niezależnie od tego, czy jest to silne pole elektromagnetyczne generowane podczas pracy rozdzielnicy wysokiego napięcia, czy zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez inne otaczające urządzenia elektryczne, nie będzie zakłócał pracy światłowodowego systemu pomiaru temperatury. Umożliwia to stabilną i dokładną pracę światłowodowego systemu pomiaru temperatury, zapewnienie wiarygodności danych z monitoringu temperatury. Dla kontrastu, w przypadku niektórych elektronicznych czujników temperatury mogą wystąpić błędy pomiarowe lub nawet nieprawidłowe działanie z powodu zakłóceń elektromagnetycznych.

Bezpieczny i niezawodny:

Kable światłowodowe mają dobre właściwości izolacyjne, co sprawia, że światłowodowy pomiar temperatury jest bardzo bezpieczny w środowiskach wysokiego napięcia, takich jak rozdzielnice. W rozdzielnicy, światłowody mogą bezpośrednio kontaktować się z komponentami wysokiego napięcia w celu pomiaru temperatury bez ryzyka porażenia prądem, jak w przypadku niektórych czujników metalowych. Ponadto, światłowody nie generują zagrożeń bezpieczeństwa, takich jak iskry elektryczne i nadają się do stosowania w różnych niebezpiecznych środowiskach. Na przykład, w środowiskach łatwopalnych i wybuchowych, światłowodowe systemy pomiaru temperatury mogą działać bezpiecznie i niezawodnie, zapewnienie płynnego monitorowania temperatury rozdzielnicy.

Nadaje się do monitorowania wielopunktowego:

Kable światłowodowe można wygodnie układać w sposób rozproszony, umożliwiające jednoczesne monitorowanie temperatury wielu punktów wewnątrz rozdzielnicy. Instalując czujniki światłowodowe w różnych miejscach rozdzielnicy, takie jak szyny zbiorcze, łączność, and connection points, a comprehensive temperature monitoring network can be constructed. W ten sposób, temperature information from multiple locations can be obtained at once, making it easier to analyze the overall temperature distribution and trend of the switchgear. Na przykład, in a large switchgear system, various sensors can be connected through optical fibers to monitor the temperature situation at different locations throughout the system in real time and detect local overheating issues in a timely manner.

Small coverage blind spot:

The fiber optic temperature measurement system can flexibly arrange fiber optic sensors according to the internal structure of the switchgear, which can effectively reduce monitoring blind spots. Whether it is the narrow space inside the switchgear or around complex shaped components, monitorowanie temperatury można osiągnąć poprzez rozsądne rozmieszczenie włókien optycznych. Dla kontrastu, inne metody pomiaru temperatury, takich jak monitorowanie kamerą CCD, mogą mieć martwe punkty, których nie można wykryć, podczas gdy światłowodowy pomiar temperatury może w bardziej kompleksowy sposób obejmować różne części wewnątrz rozdzielnicy.

Można osiągnąć zdalne monitorowanie:

Światłowodowy system pomiaru temperatury może przesyłać zebrane dane dotyczące temperatury do zdalnego centrum monitorowania za pomocą włókien optycznych. Dzięki temu personel obsługujący i konserwujący może przeglądać dane dotyczące temperatury w czasie rzeczywistym ze zdalnej lokalizacji, z dala od szafy, w celu zdalnego monitorowania i zarządzania. Na przykład, w dużej podstacji, personel obsługi i konserwacji może monitorować temperaturę każdej rozdzielnicy w czasie rzeczywistym, korzystając z danych temperaturowych przesyłanych światłowodami z głównej sterowni. Po wykryciu nieprawidłowej temperatury, można podjąć w odpowiednim czasie środki w celu poprawy wydajności i wygody obsługi i konserwacji.

4、 Porównanie światłowodowego pomiaru temperatury z innymi metodami monitorowania temperatury rozdzielnic

Porównanie z metodą kontaktowego bezprzewodowego czujnika temperatury:

Pod względem dokładności, Światłowodowy pomiar temperatury charakteryzuje się dużą precyzją i umożliwia wykrywanie niewielkich zmian temperatury. Chociaż metoda kontaktowego bezprzewodowego czujnika temperatury ma również wysoką dokładność, w niektórych sytuacjach, gdzie wymagana jest duża precyzja, Pomiar temperatury światłowodem może mieć więcej zalet. Na przykład, when monitoring the temperature of small connection points inside a switchgear, fiber optic temperature measurement can be accurate to a few tenths of a degree, while contact sensors may have a certain range of errors.

Zdolność przeciwzakłóceniowa: Fiber optic temperature measurement has strong anti electromagnetic interference ability and can work stably in strong electromagnetic environments such as switchgear; Contact sensors may be affected by electromagnetic interference, which may affect their measurement accuracy, especially in complex electromagnetic environments inside switchgear, and additional anti-interference measures may be required.

Bezpieczeństwo: Kable światłowodowe mają dobre właściwości izolacyjne, making them safer to use in high-voltage environments of switchgear; If insulation damage occurs during the installation or use of contact sensors, może to stwarzać ryzyko porażenia prądem.

Możliwość monitorowania wielu punktów: Światłowodowy pomiar temperatury nadaje się do monitorowania wielopunktowego i umożliwia łatwe rozmieszczenie czujników w wielu lokalizacjach wewnątrz rozdzielnicy w celu zbudowania sieci monitorowania; Jeśli czujniki kontaktowe wymagają monitorowania wielopunktowego, mogą wymagać większej liczby przewodów i sprzętu, a instalacja i zarządzanie są stosunkowo złożone.

W porównaniu z metodą pomiaru temperatury w podczerwieni:

Metoda pomiaru: Pomiar temperatury w podczerwieni to bezkontaktowa i szybka metoda pomiaru, która umożliwia jedynie pomiar temperatury powierzchni obiektu; Pomiar temperatury światłowodem można osiągnąć poprzez kontakt lub zbliżenie się do mierzonego obiektu za pomocą czujników światłowodowych, which can measure the temperature inside or on the surface of the object and achieve continuous monitoring. Na przykład, for temperature monitoring of components deep inside the switchgear, infrared temperature measurement method cannot accurately obtain it, while fiber optic temperature measurement can arrange sensors at corresponding positions for measurement.

Environmental adaptability: Infrared temperature measurement is greatly affected by environmental factors, such as surrounding heat sources, pył, dym, itp., which may interfere with the measurement results; Fiber optic temperature measurement is less affected by environmental factors, has strong anti-interference ability, and can accurately measure temperature in complex environments.

Accuracy and stability: Fiber optic temperature measurement has high accuracy and good stability, and can monitor temperature changes stably for a long time; Dokładność pomiaru temperatury w podczerwieni jest stosunkowo niska, a wyniki pomiarów mogą być niestabilne ze względu na wahania czynników środowiskowych.

Porównanie z metodą monitorowania kamerą CCD:

Dokładność pomiaru temperatury: Metoda monitorowania kamerą CCD polega na uzyskiwaniu informacji o temperaturze poprzez analizę obrazu, który ma stosunkowo niską dokładność i trudno jest dokładnie rozróżnić temperaturę różnych komponentów; Światłowodowy pomiar temperatury może bezpośrednio mierzyć temperaturę z większą dokładnością, i może dokładnie uzyskać wartość temperatury w każdej pozycji czujnika.
Monitorowanie martwych punktów: Metoda monitorowania kamerą CCD może obejmować monitorowanie martwych punktów, które nie mogą skutecznie monitorować zablokowanych części; Światłowodowy pomiar temperatury może ograniczyć monitorowanie martwych punktów i zapewnić bardziej kompleksowe monitorowanie temperatury poprzez rozsądne rozmieszczenie czujników światłowodowych.

Wydajność w czasie rzeczywistym: Światłowodowy pomiar temperatury może monitorować zmiany temperatury w czasie rzeczywistym i zapewniać terminową informację zwrotną o danych; Metoda monitorowania kamerą CCD może charakteryzować się pewnym opóźnieniem, ponieważ wymaga uzyskania obrazu, przetwarzanie, i analizy w celu uzyskania informacji o temperaturze.

Porównanie z metodą monitorowania temperatury wosku:
Dokładność pomiaru: Metoda monitorowania temperatury wosku może zapewnić jedynie przybliżony zakres temperatur i nie pozwala na dokładny pomiar wartości temperatury; Światłowodowy pomiar temperatury może dokładnie zmierzyć temperaturę i zapewnić dokładne dane o temperaturze.

Wydajność w czasie rzeczywistym i możliwość ostrzegania: Metoda monitorowania temperatury wosku nie pozwala na monitorowanie temperatury w czasie rzeczywistym i wymaga regularnej kontroli ręcznej, które nie mogą w odpowiednim czasie ostrzegać; Światłowodowy pomiar temperatury umożliwia monitorowanie zmian temperatury w czasie rzeczywistym, oraz gdy temperatura przekroczy ustawiony próg, może w odpowiednim czasie wywołać alarm, ułatwienie podjęcia działań w odpowiednim czasie.

5、 Przykładowa analiza pomiaru temperatury światłowodu w monitoringu temperatury rozdzielni

Zastosowanie pomiaru temperatury siatki Bragga na przykładzie rozdzielnicy podstacyjnej:
W systemie monitorowania temperatury rozdzielnicy w określonej podstacji, Wykorzystywana jest fluorescencyjna technologia pomiaru temperatury za pomocą światłowodu. Fluorescencyjne czujniki światłowodowe zostały zainstalowane w kluczowych miejscach, takich jak szyny zbiorcze, łączność, i punkty połączeń w rozdzielnicy. Czujniki te są podłączone do hosta monitorującego za pomocą fluorescencyjnych włókien optycznych. Ze względu na działanie rozdzielnicy, części, takie jak szyny zbiorcze i styki, są podatne na generowanie ciepła z powodu nadmiernego prądu i słabego styku. Dzięki zastosowaniu fluorescencyjnych czujników światłowodowych, Zmiany temperatury w tych obszarach można monitorować w czasie rzeczywistym. Na przykład, gdy kontakt między stykami jest słaby, następuje lokalne przegrzanie. Fluorescencyjne czujniki światłowodowe mogą szybko wykryć wzrost temperatury i przesłać sygnał temperatury w postaci światłowodu do hosta monitorującego. Monitoruj hosta w celu analizy i uzyskania określonych wartości temperatury. Gdy temperatura przekroczy ustawiony próg bezpieczeństwa, system natychmiast uruchomi alarm, aby powiadomić personel obsługujący i konserwujący. This real-time monitoring and warning function effectively avoids switchgear failures caused by overheating and improves the operational safety of the substation. Ponadto, as fluorescent fiber optic sensors can achieve high-precision temperature measurement, they can accurately reflect subtle changes in temperature, which helps maintenance personnel to detect potential problems in a timely manner. Na przykład, podczas normalnej pracy, the temperature of the busbar may fluctuate slightly due to changes in load. Fluorescent fiber optic sensors can accurately measure these fluctuations and provide detailed temperature trend information for maintenance personnel to make reasonable maintenance decisions.

Application examples of fluorescent fiber optic temperature measurement in switchgear:

The switchgear of a certain enterprise adopts a fluorescencyjny, światłowodowy system pomiaru temperatury. Fluorescent fiber optic sensors are installed in the busbar, ruchome kontakty, stationary contacts, and other parts inside the switchgear. Fluorescent fiber optic sensors utilize the temperature response characteristics of fluorescent materials to determine temperature by measuring fluorescence lifetime. In actual operation, when the load of the switchgear changes or components fail, the temperature of the corresponding parts will change. Na przykład, when the moving contact experiences wear and tear after prolonged operation, the contact resistance increases, leading to an increase in temperature. Fluorescent fiber optic sensors can detect temperature changes in a timely manner and transmit data to the monitoring system. The monitoring system determines whether the temperature is abnormal based on the received data, i wysyła sygnał alarmowy, jeśli coś jest nienormalne. Tymczasem, ze względu na silne właściwości przeciwzakłóceniowe i mały zasięg martwej strefy fluorescencyjnego światłowodowego systemu pomiaru temperatury, może stabilnie i kompleksowo monitorować temperaturę w złożonym środowisku elektromagnetycznym i zwartej przestrzeni konstrukcyjnej rozdzielnicy. W porównaniu z tradycyjnymi metodami pomiaru temperatury, przyjęcie świetlówki światłowodowy system pomiaru temperatury przez przedsiębiorstwo znacznie poprawia dokładność i niezawodność monitorowania temperatury w rozdzielnicach, ogranicza awarie sprzętu i przestoje spowodowane anomaliami temperaturowymi, i poprawia wydajność produkcji.