一、概述

随着社会用电量的日益增加，承载着大电量输送任务的高压电气设备如变压器、互感器、高压开关柜、刀闸等的电力负载也在迅速增加。电网中众多高压电气设备本身和设备之间的连接点成为电力输送系统中最薄弱环节。这个薄弱环节的突出问题便是连接点(触点和母线排连接处等部位)发热。随着负荷的增大，导致设备及连接点发热并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。据国家电力安全事故通报统计，我国每年仅发生在电站的电力事故，40%是由高压电气设备过热所致。因此监测高压设备及连接点温度变化具有非常重要的实际意义。

监测电力设备温度的变化情况，发现异常及时预警和报警，将有效减少事故的发生，有效保障电力设备安全、稳定运行，是保障电力设备安全运行的重要手段。

光纤在线测温系统通过绝缘陶瓷封装的光纤来传导光信号，通过检测光信号的变化来检测被测物体的温度变化。由于温度传感头的陶瓷和光纤本征绝缘，又无电磁信号也不受电磁信号的干扰，属于本质安全防爆，体积小巧（25xφ8 mm），故适用于所有电力行业的温度监测。

本方案设计要求能实时监测开关柜进出母线及电缆桥架电缆温度：

1.高压柜测温系统采用光纤光栅测温，数据使用原有通讯通道上传至总变已有的温度监控系统；

2.新设计盐总变电所46面电力开关柜进出线母排温度监测。每面开关柜布设6个光纤光栅温度传感器，2面开关柜使用1个光通道。采用星型布设方式，每个温度传感器采用单边布设，引入光纤分路盒。在配电柜内部，将6只传感器安装在发热敏感部位（通常是动触头或线圈等），采用耦合器分别连接触头上的传感器使之形成并联；2面配电柜使用信号处理器的1个通道进行监测，保证每个配电柜在链路上仍然保持独立性；有效避免开关柜内部链路上的断纤带来的严重性。

3.电缆桥架电缆温度监测。光纤光栅温度传感器间距为4米，共布设12点。占用光纤光栅信号处理器2个通道。

4.图形化界面软件、局域网监控软件。

5.高温报警：测温点温度超阀值发出报警，报警阀值可设置；

6.数据记录：每一测温点温度可保存，记录时间可调节，最小记录时间间隔60秒；

7.系统历史报警记录查询；

8.测量的温度范围为-40℃～130℃；

9.测量的温度精度±0.5℃，温度分辨率0.1℃，响应时间小于40秒；

光纤光栅电力电缆测温系统采用全数字化网络结构，提高了整个系统的抗干扰能

开关柜在线温度检测系统方案包括以下相互关联的子系统：

1、传感器与传输系统

该系统应用先进的准分布式光纤光栅传感技术，通过光纤光栅传感器，将被测的温度量值转变成便于记录及再处理的光信号。由于从传感器输出的信号为光信号，所以可以直接通过光缆进行远距离传输。光纤光栅良好的耐环境性能也为长时期的安全监控提供了可靠的保障。

2、数据采集系统

该系统的功能：光纤光栅传感器所产生的光信号经光缆的远程传输，然后通过放置在监控室的光纤光栅传感网络分析仪直接进行数字量识别并转换为物理量，记录的数据可以在计算机终端显示、记录、保存或直接进入监测数据库。

3、监测数据管理软件系统

该系统的目的是根据各监测项目的特点，使各种不同类型的数据通过恰当的组织被有效地储存起来。在保证必要信息储存的前提下，尽量减少数据冗余度。该管理系统能方便地从数据量系统中获取数据，同时数据可以被不同用户方便地调用。

4、探测器主要性能指标

测温范围：-40～200℃

最大耐温能力：220℃

温度分辨率：0.1℃

精度：±0.5℃

响应时间：<10S

光缆传输距离：<40km

温度传感器可经受ESD ±500000V高压，全天候工作。

使用寿命：150000小时（大于15年）

5、信号处理器（光纤光栅解调仪）的主要技术指标

通道数：8、16、24、32

单通道最大布设探测器数量：12

工作电源：220V AC

环境温度：0℃～40℃

测试轮循时间：<2S

举例说明：

现有变电站开关柜室A（开关柜24面）距离变电站开关柜室B（开关柜24面）为500米，变电站开关柜室B距离开关柜室C（开关柜10面）为30米；现考虑对开关柜温度进行在线监测，每面开关柜6个点，共计58面开关柜，设置传感器348支。

1、本系统由传感器与传输系统，数据采集系统，监控管理软件系统构成。

2、传感器与传输系统由光纤传感器和光纤通讯网络构成。

3、数据采集系统由两台光纤传感网络分析仪，交换路由器及主工控机、声光报警器、打印机等构成。

4、声光报警器与工控机通过RS232口进行通讯。

5、打印机与工控机通过并口连接。

1、传感器安装方式：

光纤传感器安装在柜体的固定部分的6个静触头上，采用耐高温环氧粘接剂或金属卡箍的方式安装到开关柜的静触头或动触头上。柜内传输光纤最小弯曲半径大于3厘米。

系统采用光纤回路功能，每串光纤传感器在主监控室都有两个测试光纤端口，系统良好时两端口都可得到正确的测试数值，异常时可以在一定程度上提高系统的可靠性。

传感器连接组件在柜内光纤布设好后将其放入开关柜内。

传感器外形如图所示，将感温区涂上适量的导热绝缘胶，安放于被测物体表面。

传感器安装在10kv/35kv母排上，光缆要顺着自身母排的绝缘橡胶套走缆。距传感器安装10cm处要用定位吸盘固定紧，尽量避免光缆在柜内缠绕。盘圈的光缆要固定整齐，安装后要求传感器信号正常、安全无隐患。