变电站高压开关柜变压器光纤测温系统

变压器是重要的电器设备，在设备长期运行过程中，变压器内连杆、固定件、线圈和铁芯等部位因电阻、漏磁等因素影响而发热，这种发热进而会引起油温的升高，导致变压器绝缘油分解，影响油质量量，增加变压器内压力，降低绝缘油的绝缘性能，引起变压器爆炸烧毁，造成事故和大面积停电。变压器正常工作状态下，绝缘油的温度在105℃以内，线圈绕组温度在140℃以内，局部轻度过热170至200℃，局部重度过热300至400℃，部分连杆和固定件温度可达700至1000℃。通常，油温、绕组温度与环境、负载情况有关。

过去，由于变压器内高绝缘要求和内部的高电磁干扰，这些发热部位的温度无法监测，只能够监测到整体的油温，或者分析绝缘油分解为成分气体的含量来判断油温等，无法判断确切点的温度，从而无从判断过热的原因，也无法判断局部过热重要和非重要性，所以无法提前预测到事故隐患，也不能对变压器的结构设计给出合理的建设性的意见。

变电站的高压开关柜是重要的电器设备。35kV高压开关柜作为电力系统应用数量较多的导流设备，在设备长期运行过程中，其中元器件因氧化、灰尘、松动、过负荷、接触不良等原因都会引起发热，发热部位容易造成安全隐患。开关柜中的触点和母线排连接处等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致火灾事故。高压设备刀闸等部位的连接是否紧密，开关表面是否氧化腐蚀、紧固螺栓是否松动等问题都无法在运行时发现，而这些都是造成高压设备过热甚至出现严重事故的诱因，如何通过对温度的在线监测来避免事故的发生就成为目前的主要问题。通过监测开关柜内触点温度的运行情况，可有效防止开关柜的火灾发生。目前采用日常人工巡视和红外测温，但由于开关柜为封闭式结构，内狭小，人工巡检柜内就成为盲区，红外测温必须与待测物体保持一定距离，且受环境影响较大，测量误差较大。所以使用荧光光纤测温装置来实现温度在线监测是保证高压开关柜安全运行的重要手段。

考虑到高压开关柜空间狭小、封闭结构、不易测量、高压等特点,分析高压开关柜环境下易发生故障的部位和生成形式，并对故障机理进行研究，进行有限元温度分析；提出一种荧光光纤在线温度监测技术，将光纤温度传感器放置在开关柜内部的高压触点上，从根本上解决高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。

光纤在线温度监测技术采用光纤感应和传输温度信号，光纤具有优异的绝缘性能，传感器采用特殊的封装工艺，不会导致传感器被电压击穿，工作稳定。能够安装在变压器内核心结构以及开关柜内的高压热点温度连接处，光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，实现了开关柜温度的在线监测，准确的在线测量高压触点的运行温度，从根本上解决了高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。采用光纤珐珀温度探测技术, 克服传统温度监测的缺陷，直接测量变压器、高压开关柜可能热点位置的温度。

荧光光纤实时温度监测系统具有以下技术特点:

1、抗电磁干扰、抗腐蚀，安全稳定；

2、实现监测现场无电信号，可靠性高；

3、寿命长；

4、实时，全天24小时监护；

5、简便可靠的多种报警方式；

6、兼容性、扩展性好。