Medição de temperatura de fibra óptica de contato de painel de distribuição Métodos comuns de medição de temperatura para contatos de painel de distribuição

Medição de temperatura de fibra óptica para contatos de comutadores é uma tecnologia importante para monitorar temperaturas de equipamentos elétricos. Existem basicamente dois tipos de sensores de temperatura de fibra óptica:

Fluorescence Fiber Optic Temperature Measurement

Este método utiliza as características de temperatura de materiais fluorescentes. Sondas de fibra óptica de fluorescência são instalados em áreas propensas ao calor, como contatos de quadros de distribuição. A luz de uma fonte de excitação é absorvida pelo material fluorescente, que então emite fluorescência carregando informações de temperatura. A unidade de transmissão de fibra óptica transmite a luz de excitação para a sonda e retorna o sinal de fluorescência para a unidade de processamento de sinal. Após processamento através de fotodetectores, amplificadores, filtros, conversores analógico-digitais, e outros circuitos, informações características de temperatura são extraídas, permitindo cálculo preciso de temperatura.

Fiber Bragg Grating Temperature Measurement

Este método é baseado na Princípio das grades de Bragg in optical fibers. Quando a temperatura muda, o período e o índice de refração efetivo da mudança da rede de Bragg de fibra, causando uma mudança no comprimento de onda de Bragg. Medindo esta mudança de comprimento de onda, o valor da temperatura pode ser determinado. Esta abordagem permite a medição distribuída de temperatura dos contatos do painel com alta precisão e estabilidade.

Componentes do sistema

Unidade principal do transmissor/demodulador de temperatura

Esta é a unidade central de controle de todo o sistema de medição de temperatura de fibra óptica, responsável por controlar a emissão do sinal, recepção, e processamento. Normalmente inclui circuitos de acionamento de fonte de luz, fotodetectores, circuitos de processamento de sinal, processadores de dados, e interfaces de comunicação. Esses sistemas oferecem resolução de temperatura de 0,1°C, precisão de medição de ±1°C, e varredura rápida em todos os canais.

Fibra Óptica de Fluorescência (com cabeça sensora)

A fibra óptica de fluorescência serve como elemento sensível à temperatura. Sua sonda é encapsulada com material fluorescente usado para detectar a temperatura do objeto medido e converter informações de temperatura em sinais ópticos transmitidos para a unidade principal de medição de temperatura. A fibra oferece excelentes propriedades de isolamento e resistência à interferência eletromagnética, garantindo transmissão de sinal estável no complexo ambiente eletromagnético do painel.

Unidade de transmissão de fibra óptica

Esta unidade conecta a unidade principal de medição de temperatura e a cabeça de detecção de fibra óptica de fluorescência, transmitindo sinais ópticos entre eles. Deve possuir bom desempenho óptico e estabilidade mecânica para garantir a qualidade e confiabilidade da transmissão do sinal óptico.

Monitoring and Display Unit

Esta unidade exibe dados de temperatura processados ​​em tempo real, allowing maintenance personnel to intuitively understand the temperature conditions at various measurement points within the switchgear. It also includes alarm functionality, issuing audio-visual alarm signals when temperatures exceed preset thresholds, alerting maintenance personnel to take action. Adicionalmente, some monitoring systems support data storage, historical data queries, e funções de análise.

Vantagens

Electromagnetic Interference Resistance

Strong electromagnetic fields exist around switchgear. Sistemas de medição de temperatura por fibra óptica are not affected by electromagnetic interference, ensuring accurate and reliable temperature data.

High Insulation and Safety

As fibras ópticas fluorescentes possuem excelentes propriedades de isolamento sem risco de fuga de corrente. Quando usado em ambientes de painéis de alta tensão, eles garantem a segurança da medição sem interferir na operação do equipamento.

Monitoramento em tempo real

Esses sistemas podem monitorar mudanças de temperatura em locais críticos dentro do painel em tempo real, detectando prontamente aumentos anormais de temperatura, evitando falhas induzidas por superaquecimento, e melhorando a confiabilidade operacional do painel de distribuição.

Estabilidade a longo prazo

Uma vez instalado, sondas de fibra óptica de fluorescência requerem manutenção e calibração mínimas, fornecendo operação estável por longos períodos, fornecendo continuamente dados de temperatura precisos, e reduzindo a carga de trabalho e os custos de manutenção.

Localização precisa

Sensores de temperatura de fibra óptica correspondem a locais de pontos de medição específicos, allowing precise localization of alarming sensors through upper-level monitoring software.

Multi-point Measurement and Zoned Alarm Control

These systems easily implement multi-point temperature measurement and, through upper-level monitoring software, manage different measurement points in zones. Different alarm parameters can be set for each measurement point, such as temperature pre-warning, temperature rise pre-warning, alarme de temperatura, e alarme de aumento de temperatura, accurately distinguishing between genuine and false fire alarms, eliminating false alarms and missed alarms.

Installation Methods

Fluorescence Fiber Optic Probe Installation

After identifying heat-prone areas within the switchgear, such as bus bar connections and circuit breaker contacts, specialized mounting fixtures secure sondas de fibra óptica de fluorescência firmly to the surface of the measured object. Durante a instalação, ensure full contact between the probe and the measured object to accurately obtain temperature information. Consider the switchgear’s spatial layout and electrical safety distances to avoid affecting normal switchgear operation.

Fiber Optic Wiring

Route optical fibers according to the switchgear’s structure and predetermined paths. Fiber optic wiring should avoid parallel installation with high-current lines to prevent electromagnetic interference. Ensure the fiber’s bending radius meets requirements to prevent damage and maintain reliable optical signal transmission.

Application Case Study

In a switchgear renovation project at a substation, a temperature monitoring system based on medição de temperatura de fibra óptica de fluorescência was installed. By installing fluorescence fiber optic probes at multiple locations, incluindo conexões de barramento e contatos de disjuntores em diversas unidades de painéis, o monitoramento da temperatura em tempo real foi alcançado. Após a implantação do sistema, aumentos anormais de temperatura causados ​​por maus contatos e outros problemas foram efetivamente detectados em algumas unidades de comutadores, acionando sinais de alarme oportunos. O pessoal de manutenção usou essas informações para realizar reparos, evitando possíveis falhas nos equipamentos e melhorando a confiabilidade do fornecimento de energia da subestação.

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