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1. 产品背景
电力开关柜内部触头接触不良、插接偏心不正等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热，加速绝缘老化导致击穿，都是高压开关柜的主要故障形式。所以高压开关柜的在线实时温度监控，是开关柜安全的重要保障。通过对开关柜内温度连续监测，实现故障的早期报警，当发生故障时，提供及时报警并指明故障点位置，并提供故障分析的详尽监测数据。可以保证开关柜的安全可靠运行。
2.方案内容
电力开关柜光纤测温系统通过光纤传感分析仪将主机管理系统与分布在开关柜静触头和母排接头上的光纤光栅温度传感器连接起来，实现对开关柜过温过热的在线监测分析，当开关柜温度过高或温升趋势异常时进行声光报警，并以语音和手机短信方式将具体报警信息告知相关管理人员，提高变电站的自动化水平和安全生产周期。
光纤传感分析仪每个通道可接若干个光纤温度传感器，通常一个高压开关柜需安装6 个光纤光栅温度传感器，监测示意图如下：
图 1：电力开关柜监测示意图
3.解决问题
电力开关柜光纤测温系统通过对开关柜内温度连续检测，实现故障的早期报警，当发生故障时，提供及时报警并指明故障点位置，并提供故障分析的详尽监测数据。并且能够解决传统测温系统如在开关柜内如断路器、刀闸联接点和触头测温上不能解决的问题。对于全封闭金属铠装柜也能实现电力系统一次运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，防止事故的发生，真正地做到防患于未然。其次也为今后实现状态检修，提高检修效率，大大降低检修成本和管理成本起到关键的作用。
4.比较优势
与传统传感器相比较，具有许多天然的优势。
表格 1：与传统传感器对比
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比较内容 |
光纤光栅测温传感器 |
传统传感器 |
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绝缘耐压性 |
30cm爬电距离内可耐受超过95KV工频电压 |
无法耐受高压，易受电、磁干扰，影响测量结果的准确性 |
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防污闪 |
采用奈污性能优良的硅橡胶外套光纤进行型号传输从而保证了系统的安全性 |
使用橡胶外套，易老化 |
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故障点准确定位 |
准确定位，对过热相或温升异常相进行报警，不仅可以测温，同时还可以通过温度的监测间接判断小电流接地端，作为小电流接地监测的补充。 |
定位精度低，安装复杂，测量周期长，有较多 |
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实时探测报警能力 |
只有光纤光栅温度传感器和分析仪两大主要部分组成，因此无中间环节，实时性好 |
测温周期过长，实时性较差，无法对危险进行及时预警 |
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系统稳定行 |
光纤材料为硅，高绝缘，不受电、磁干扰，本质安全 |
结构复杂，易产生信号的损耗 |
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可靠性 |
无误报、无漏报，只对温度敏感 |
除温度外易受其他物理量干扰，产生零点漂移，需定期进行零点标定 |
5.成功应用
光纤光栅在线测温系统在陕西省延安市某变电站得到了应用，成功监测到1次因开关柜动触点和静触点接触不良而引起的温度异常波动，并发出了报警信息。故障处理后，系统显示该测点温度恢复正常。本系统经受住了变电所实际环境的考验，实践证明其具备长期稳定的性能，能准确监测电力开关柜内温度的变化情况，减少了变电站中因故障造成的损失。
图 2：电力开关柜光纤测温系统传感器
图 3：温度显示界面
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