Como medir a temperatura em painéis usando sensores fluorescentes de fibra óptica

1、 Método de monitoramento de temperatura para comutadores

Existem vários métodos para monitorar a temperatura do painel, e os seguintes são comuns:

Sensor de temperatura de fibra óptica fluorescente método:

Um método de medição de temperatura baseado na tecnologia de detecção de fibra fluorescente pós-brilho, utilizando o princípio da vida útil do brilho da fibra para obter medição e monitoramento de temperatura. Ao instalar sensores fluorescentes de fibra óptica dentro do quadro de distribuição de alta tensão, informações de temperatura em tempo real podem ser obtidas em diferentes locais. Este método tem as vantagens de alta precisão e forte resistência à interferência eletromagnética, e é adequado para monitoramento contínuo de temperaturas multiponto. Devido às suas excelentes propriedades de isolamento, fibras ópticas têm maior segurança em ambientes de alta tensão, como quadros de distribuição, e pode ser organizado de forma flexível em locais que requerem monitoramento, cobrindo uma área maior.

Contato sensor de temperatura sem fio método:

Este é um método confiável de medição de temperatura para painéis de alta tensão. Instalando sensores de contato (como termopares, termistores, etc.) dentro ou em locais críticos do quadro, entrar em contato direto com a superfície do objeto a ser medido, dados de temperatura em tempo real da superfície do objeto podem ser obtidos. Este método tem alta precisão e velocidade de resposta rápida, e é adequado para monitoramento preciso de locais ou componentes específicos. Por exemplo, a instalação de sensores termopares nos principais pontos de conexão de alguns comutadores pode medir com precisão as mudanças de temperatura naquele ponto, a fim de detectar condições anormais de aquecimento em tempo hábil. Mas este método pode ter problemas como fiação complexa, e se o sensor funcionar mal, pode afetar os resultados da medição e ser difícil de detectar.

 

Método de medição de temperatura infravermelha:

Esta é uma ferramenta portátil de medição de temperatura adequada para, detecção de temperatura sem contato de comutadores de alta tensão. Quando em uso, basta apontar para a superfície alvo para obter rapidamente o valor da temperatura da superfície naquele local. O princípio é usar a radiação infravermelha emitida pela superfície de um objeto, que é proporcional à temperatura de sua superfície. Ao detectar e processar a radiação infravermelha, os dados de temperatura da superfície do objeto alvo podem ser obtidos. No entanto, este método é muito afetado por fatores ambientais, como fontes de calor circundantes, pó, etc., que pode interferir nos resultados da medição. Além disso, ele só pode medir a temperatura da superfície e pode não refletir com precisão mudanças profundas de temperatura dentro do painel.

Método de monitoramento de câmera CCD:

Capture imagens do interior do quadro usando uma câmera CCD, e então analisar as informações de temperatura nas imagens usando algoritmos relevantes. No entanto, este método tem limitações, pois pode não ser capaz de distinguir com precisão a temperatura de diferentes componentes, e pode não ser capaz de monitorar efetivamente a temperatura de algumas áreas obscuras. Além disso, a precisão e a adaptabilidade ambiental das próprias câmeras CCD também podem afetar a precisão do monitoramento de temperatura.

Método de monitoramento de cera de temperatura:

Este é um método de monitoramento de temperatura mais tradicional. A temperatura que indica a folha de cera mudará de cor ou forma de acordo com as mudanças de temperatura, e a temperatura dentro do quadro pode ser determinada observando as mudanças na folha de cera. No entanto, este método só pode fornecer uma faixa aproximada de temperatura, não é possível medir com precisão os valores de temperatura, e não pode ser monitorado em tempo real. Requer monitoramento manual regular. Quando a temperatura exceder a temperatura de resposta da folha de cera, só pode ser conhecido posteriormente e não pode ser alertado em tempo hábil.

2、 Aplicação de Medição de temperatura de fibra óptica fluorescente em Monitoramento de Temperatura de Aparelhagem

O princípio básico do uso da tecnologia de medição de temperatura de fibra fluorescente para monitoramento de temperatura do painel é utilizar as características de resposta à temperatura dos materiais fluorescentes.. Quando a fibra fluorescente é irradiada com luz de excitação, emitirá fluorescência, e o tempo de vida da fluorescência tem uma relação específica com a temperatura. O valor da temperatura pode ser determinado medindo o tempo de vida da fluorescência. No quadro, sensores fluorescentes de fibra óptica podem ser instalados perto de componentes importantes, como barramentos, contatos móveis, e contatos estacionários para monitorar mudanças de temperatura nessas áreas. Por exemplo, para os contatos móveis no quadro, devido ao acúmulo de calor durante o processo de abertura e fechamento, o uso de sensores fluorescentes de fibra óptica pode monitorar sua temperatura em tempo real. Quando a temperatura subir anormalmente, um alarme pode ser emitido em tempo hábil para evitar acidentes. O sistema de medição de temperatura por fibra óptica de fluorescência também possui forte capacidade anti-interferência, pontos cegos de pequena cobertura, monitoramento em tempo real e monitoramento remoto, tornando-o muito adequado para necessidades de monitoramento de temperatura em ambientes complexos, como painéis de distribuição.

 

3、 As vantagens da medição de temperatura por fibra óptica

alta precisão:
Sensores de temperatura de fibra óptica podem alcançar medições de temperatura de alta precisão. Tomando como exemplo sensores fluorescentes de fibra óptica, eles são muito sensíveis às mudanças de temperatura e podem detectar pequenas mudanças de temperatura. Esta capacidade de medição de alta precisão permite a detecção oportuna de aumentos sutis de temperatura anormais no monitoramento de temperatura do painel de distribuição, e aviso prévio de possíveis riscos de falha. Por exemplo, no monitoramento de componentes-chave em alguns gabinetes de distribuição com requisitos de temperatura extremamente altos, a medição de temperatura por fibra óptica pode medir com precisão mudanças de temperatura de até alguns décimos de grau, embora os métodos tradicionais de medição de temperatura possam não conseguir atingir tal precisão.

Forte capacidade anti-interferência:

A medição de temperatura por fibra óptica tem vantagens exclusivas em ambientes cheios de interferência eletromagnética, como aparelhagem. A fibra óptica em si não é condutora e não será afetada por interferência eletromagnética. Quer seja o forte campo eletromagnético gerado durante a operação do quadro de distribuição de alta tensão ou a interferência eletromagnética gerada por outros equipamentos elétricos circundantes, não interferirá no sistema de medição de temperatura de fibra óptica. Isso permite que o sistema de medição de temperatura por fibra óptica funcione de forma estável e precisa, garantindo a confiabilidade dos dados de monitoramento de temperatura. Em contraste, alguns sensores eletrônicos de temperatura podem apresentar erros de medição ou até mesmo mau funcionamento devido a interferência eletromagnética.

Seguro e confiável:

Os cabos de fibra óptica têm boas propriedades de isolamento, o que torna a medição de temperatura por fibra óptica muito segura em ambientes de alta tensão, como painéis de distribuição. No quadro, as fibras ópticas podem entrar em contato direto com componentes de alta tensão para medição de temperatura sem o risco de choque elétrico, como alguns sensores de metal. Além disso, as fibras ópticas não geram riscos à segurança, como faíscas elétricas, e são adequadas para vários ambientes perigosos. Por exemplo, em ambientes inflamáveis ​​e explosivos, sistemas de medição de temperatura por fibra óptica podem operar com segurança e confiabilidade, garantindo monitoramento suave da temperatura do painel.

Adequado para monitoramento multiponto:

Os cabos de fibra óptica podem ser convenientemente dispostos de maneira distribuída, permitindo o monitoramento simultâneo da temperatura de vários pontos dentro do quadro. Instalando sensores de fibra óptica em diferentes locais do quadro, como barramentos, contatos, e pontos de conexão, uma rede abrangente de monitoramento de temperatura pode ser construída. Desta maneira, informações de temperatura de vários locais podem ser obtidas de uma só vez, facilitando a análise da distribuição geral da temperatura e da tendência do quadro. Por exemplo, em um grande sistema de manobra, vários sensores podem ser conectados através de fibras ópticas para monitorar a situação da temperatura em diferentes locais do sistema em tempo real e detectar problemas de superaquecimento local em tempo hábil.

Ponto cego de pequena cobertura:

A temperatura da fibra óptica sistema de medição pode organizar sensores de fibra óptica de maneira flexível de acordo com a estrutura interna do quadro, o que pode efetivamente reduzir pontos cegos de monitoramento. Seja no espaço estreito dentro do quadro ou em torno de componentes de formato complexo, o monitoramento da temperatura pode ser alcançado organizando fibras ópticas razoavelmente. Em contraste, alguns outros métodos de medição de temperatura, como monitoramento de câmera CCD, pode ter pontos cegos que não podem ser detectados, enquanto a medição de temperatura por fibra óptica pode cobrir de forma mais abrangente várias partes dentro do painel.

Pode conseguir monitoramento remoto:

O sistema de medição de temperatura por fibra óptica pode transmitir os dados de temperatura coletados para um centro de monitoramento remoto através de fibras ópticas. Isso permite que o pessoal de operação e manutenção visualize dados de temperatura em tempo real a partir de um local remoto, longe do gabinete, para monitoramento e gerenciamento remotos. Por exemplo, em uma grande subestação, o pessoal de operação e manutenção pode monitorar a temperatura de cada painel em tempo real usando dados de temperatura transmitidos através de fibras ópticas da sala de controle principal. Uma vez detectada temperatura anormal, medidas oportunas podem ser tomadas para melhorar a eficiência e a conveniência da operação e manutenção.

4、 Comparação entre medição de temperatura por fibra óptica e outros métodos de monitoramento de temperatura de painéis

Comparação com o método do sensor de temperatura sem fio de contato:

Em termos de precisão, a medição de temperatura por fibra óptica tem a característica de alta precisão e pode detectar pequenas mudanças de temperatura. Embora o método do sensor de temperatura sem fio de contato também tenha alta precisão, em algumas situações onde alta precisão é necessária, medição de temperatura por fibra óptica pode ter mais vantagens. Por exemplo, ao monitorar a temperatura de pequenos pontos de conexão dentro de um quadro, a medição da temperatura da fibra óptica pode ser precisa de alguns décimos de grau, enquanto os sensores de contato podem ter uma certa gama de erros.

Capacidade anti-interferência: A medição de temperatura por fibra óptica tem forte capacidade de interferência anti-eletromagnética e pode funcionar de forma estável em ambientes eletromagnéticos fortes, como painéis de distribuição; Sensores de contato podem ser afetados por interferência eletromagnética, o que pode afetar sua precisão de medição, especialmente em ambientes eletromagnéticos complexos dentro de quadros de distribuição, e medidas anti-interferência adicionais podem ser necessárias.

Segurança: Os cabos de fibra óptica têm boas propriedades de isolamento, tornando-os mais seguros para uso em ambientes de alta tensão de painéis de distribuição; Se ocorrerem danos no isolamento durante a instalação ou uso de sensores de contato, pode representar risco de choque elétrico.

Capacidade de monitoramento multiponto: A medição de temperatura por fibra óptica é adequada para monitoramento multiponto e pode facilmente implantar sensores em vários locais dentro do painel para construir uma rede de monitoramento; Se os sensores de contato precisarem realizar monitoramento multiponto, eles podem exigir mais fiação e equipamentos, e a instalação e o gerenciamento são relativamente complexos.

Comparado com o método de medição de temperatura infravermelha:

Método de medição: A medição de temperatura infravermelha é um método de medição rápido e sem contato que só pode medir a temperatura da superfície de um objeto; A medição da temperatura por fibra óptica pode ser obtida entrando em contato ou aproximando-se do objeto medido por meio de sensores de fibra óptica, que pode medir a temperatura dentro ou na superfície do objeto e conseguir monitoramento contínuo. Por exemplo, para monitoramento de temperatura de componentes no interior do quadro, o método de medição de temperatura infravermelha não pode obtê-lo com precisão, enquanto a medição de temperatura por fibra óptica pode organizar sensores em posições correspondentes para medição.

Adaptabilidade ambiental: A medição da temperatura infravermelha é muito afetada por fatores ambientais, como fontes de calor circundantes, pó, fumaça, etc., que pode interferir nos resultados da medição; A medição de temperatura por fibra óptica é menos afetada por fatores ambientais, tem forte capacidade anti-interferência, e pode medir com precisão a temperatura em ambientes complexos.

Precisão e estabilidade: A medição de temperatura por fibra óptica tem alta precisão e boa estabilidade, e pode monitorar mudanças de temperatura de forma estável por um longo tempo; A precisão da medição de temperatura infravermelha é relativamente baixa, e os resultados da medição podem ser instáveis ​​devido a flutuações nos fatores ambientais.

Comparação com método de monitoramento de câmera CCD:

Precisão de medição de temperatura: Método de monitoramento de câmera CCD obtém informações de temperatura por meio de análise de imagem, que tem precisão relativamente baixa e é difícil distinguir com precisão a temperatura de diferentes componentes; A medição de temperatura por fibra óptica pode medir diretamente a temperatura com maior precisão, e pode obter com precisão o valor da temperatura em cada posição do sensor.
Monitorando pontos cegos: O método de monitoramento de câmera CCD pode ter pontos cegos de monitoramento, que não pode monitorar efetivamente as partes obstruídas; A medição de temperatura por fibra óptica pode reduzir o monitoramento de pontos cegos e obter um monitoramento de temperatura mais abrangente, organizando sensores de fibra óptica razoavelmente.

Desempenho em tempo real: A medição de temperatura por fibra óptica pode monitorar mudanças de temperatura em tempo real e fornecer feedback oportuno dos dados; O método de monitoramento de câmera CCD pode ter algum atraso, pois requer aquisição de imagem, processamento, e análise para obter informações de temperatura.

Comparação com o método de monitoramento de temperatura da cera:
Precisão de medição: O método de monitoramento de temperatura da cera só pode fornecer uma faixa aproximada de temperatura e não pode medir com precisão os valores de temperatura; A medição de temperatura por fibra óptica pode medir com precisão a temperatura e fornecer dados precisos de temperatura.

Desempenho em tempo real e capacidade de alerta: O método de monitoramento de temperatura da cera não pode monitorar a temperatura em tempo real e requer inspeção manual regular, que não pode fornecer avisos oportunos; A medição de temperatura por fibra óptica pode monitorar mudanças de temperatura em tempo real, e quando a temperatura excede o limite definido, pode emitir um alarme em tempo hábil, facilitando a tomada de medidas oportunas.

5、 Exemplo de análise de medição de temperatura de fibra óptica no monitoramento de temperatura de painéis

Aplicação de medição de temperatura em rede de Bragg de fibra usando um painel de subestação como exemplo:
No sistema de monitoramento de temperatura do quadro de uma determinada subestação, tecnologia de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente é usada. Sensores fluorescentes de fibra óptica foram instalados em locais importantes, como barramentos, contatos, e pontos de conexão no quadro. Esses sensores são conectados ao host de monitoramento por meio de fibras ópticas fluorescentes. Devido à operação do quadro, peças como barramentos e contatos são propensas a gerar calor devido à corrente excessiva e mau contato. Usando sensores de fibra óptica fluorescentes, mudanças de temperatura nessas áreas podem ser monitoradas em tempo real. Por exemplo, quando há mau contato entre os contatos, ocorre superaquecimento local. Sensores fluorescentes de fibra óptica podem detectar rapidamente o aumento de temperatura e transmitir o sinal de temperatura na forma de fibra óptica para o host de monitoramento. Monitore o host para análise e obtenha valores de temperatura específicos. Quando a temperatura exceder o limite de segurança definido, o sistema emitirá imediatamente um alarme para notificar o pessoal de operação e manutenção. Esta função de monitoramento e alerta em tempo real evita efetivamente falhas nos quadros de distribuição causadas por superaquecimento e melhora a segurança operacional da subestação. Além disso, como sensores de fibra óptica fluorescentes podem alcançar medição de temperatura de alta precisão, eles podem refletir com precisão mudanças sutis de temperatura, que ajuda o pessoal de manutenção a detectar possíveis problemas em tempo hábil. Por exemplo, durante a operação normal, a temperatura do barramento pode flutuar ligeiramente devido a mudanças na carga. Sensores fluorescentes de fibra óptica podem medir com precisão essas flutuações e fornecer informações detalhadas sobre tendências de temperatura para que o pessoal de manutenção tome decisões de manutenção razoáveis..

Exemplos de aplicação de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente em painéis:

O quadro de distribuição de uma determinada empresa adota um sistema de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente. Sensores fluorescentes de fibra óptica são instalados no barramento, contatos móveis, contatos estacionários, e outras peças dentro do quadro. Sensores fluorescentes de fibra óptica utilizam as características de resposta à temperatura de materiais fluorescentes para determinar a temperatura medindo a vida útil da fluorescência. Em operação real, quando a carga do painel muda ou os componentes falham, a temperatura das partes correspondentes mudará. Por exemplo, quando o contato móvel sofre desgaste após operação prolongada, a resistência de contato aumenta, levando a um aumento na temperatura. Sensores fluorescentes de fibra óptica podem detectar mudanças de temperatura em tempo hábil e transmitir dados para o sistema de monitoramento. O sistema de monitoramento determina se a temperatura está anormal com base nos dados recebidos, e envia um sinal de alarme se for anormal. Enquanto isso, devido à forte capacidade anti-interferência e à pequena zona cega de cobertura do sistema de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente, ele pode monitorar de forma estável e abrangente a temperatura no ambiente eletromagnético complexo e no espaço estrutural compacto do painel de distribuição. Comparado com métodos tradicionais de medição de temperatura, a adoção de uma lâmpada fluorescente sistema de medição de temperatura de fibra óptica pela empresa melhora muito a precisão e a confiabilidade do monitoramento de temperatura para painéis de distribuição, reduz falhas de equipamentos e tempo de inatividade causados ​​por anomalias de temperatura, e melhora a eficiência da produção.

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