開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫-光纖溫度傳感器應(yīng)用溫度監(jiān)測(cè)
點(diǎn)式光纖半導(dǎo)體溫度傳感器能對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)測(cè),在有效維護(hù)應(yīng)用質(zhì)量的基礎(chǔ)上,能夠借助溫度傳感元件約束測(cè)量過(guò)程。由于這類傳感器本身的測(cè)量精度較高且原理簡(jiǎn)單,能提高操作的時(shí)效性,因此被廣泛應(yīng)用在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中,優(yōu)化溫度測(cè)定分析的實(shí)際水平。
光纖傳感器的特點(diǎn)
光纖傳感器本身具有絕緣、抗電磁干擾等特性,可以保證監(jiān)測(cè)過(guò)程中的安全性,且耐腐蝕性、耐高溫性質(zhì)較為突出。將它應(yīng)用在高直流電場(chǎng)中,能有效完善溫度的接觸式測(cè)量,且測(cè)量精度高,能建立相應(yīng)的測(cè)量網(wǎng)絡(luò),為后續(xù)電力設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。
在光纖溫度傳感技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,國(guó)內(nèi)外都將重點(diǎn)落在傳感器研究和光纖溫度管理方面,所以,光纖光柵溫度傳感器成為光纖溫度傳感技術(shù)研究項(xiàng)目的關(guān)鍵。在光纖分布式溫度測(cè)量系統(tǒng)體系內(nèi),光纖溫度傳感技術(shù)研究要結(jié)合火災(zāi)預(yù)防、多點(diǎn)溫度控制等項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)籌分析,但是其整體造價(jià)較高。
點(diǎn)式光纖溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,基礎(chǔ)的測(cè)溫原理是半導(dǎo)體吸收光譜的臨界邊會(huì)隨著溫度變化而變化,且會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的移動(dòng),能在半導(dǎo)體晶片經(jīng)過(guò)光強(qiáng)度處理工序后建立有效的變化程度分析和判定。另外,半導(dǎo)體介質(zhì)在進(jìn)行光吸收的過(guò)程中,吸收率和半導(dǎo)體禁帶寬度有直接關(guān)系。溫度出現(xiàn)變化后,熱膨脹及溫度變化會(huì)影響晶體振動(dòng)狀態(tài),使得禁帶的實(shí)際寬度參數(shù)發(fā)生變化,引起吸收的光譜率出現(xiàn)異常。
一定條件下,光源照射厚度不同。投射光強(qiáng)要借助 It ddt RR I αα???? = 1 e(1 ) e22對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。其中,R 表示整個(gè)光源照射體系的功率反射系數(shù),和材料的折射率、消光系數(shù)以及入射角等存在比例關(guān)系;d 表示整個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的實(shí)際厚度;α 則表示半導(dǎo)體材料自身的吸收系數(shù)。結(jié)合實(shí)際測(cè)定數(shù)據(jù),能有效分析相應(yīng)體系的實(shí)際水平,并結(jié)合光源波長(zhǎng)判定函數(shù)關(guān)系,測(cè)算整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的積分。也就是說(shuō),在實(shí)際操作中選取入射寬譜光源和匹配的光電二極管,才能有效對(duì)透射光強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算和分析,且相關(guān)參數(shù)也能隨著環(huán)境溫度的變化呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì),有效提升溫度檢測(cè)工作的整體效率。
光纖傳感器系統(tǒng)在電力系統(tǒng)檢測(cè)中的實(shí)現(xiàn)
硬件實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中,開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行水平非常關(guān)鍵,技術(shù)人員要整合斷路器,確保移動(dòng)小車(chē)和開(kāi)關(guān)柜能發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。其中,高壓開(kāi)關(guān)柜本身的觸頭數(shù)量為6個(gè),在上側(cè)和下側(cè)的三相上各分布一個(gè),能有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,并能借助觸頭實(shí)時(shí)監(jiān)督和測(cè)定溫度。因此,要在系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)過(guò)程中完善探頭和電路 – 信號(hào)處理設(shè)施,并做到以下幾點(diǎn)。
第一,對(duì)光源進(jìn)行選擇,在自光源發(fā)出光后,經(jīng)過(guò)探頭的作用,透光強(qiáng)度會(huì)隨著溫度變化逐漸發(fā)生改變,借助點(diǎn)式光纖溫度傳感器就能對(duì)透射光的強(qiáng)度予以溫度監(jiān)測(cè),保證工作得到落實(shí)。因此,技術(shù)人員在光源選擇方面要約束傳感器測(cè)量范圍,按照吸收譜臨界邊溫度變化進(jìn)行判定,有效獲取較寬的譜寬參數(shù)。需要注意,在光源波長(zhǎng)選擇方面,需結(jié)合吸收邊進(jìn)行充分的參數(shù)考量,將參數(shù)控制在 864 ~ 908 nm,以選取更加適宜的參數(shù),為檢測(cè)光強(qiáng)擴(kuò)大及中心波長(zhǎng)處理工作的全面開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。
第二,探頭設(shè)計(jì)工作,結(jié)合傳感器本身的應(yīng)用結(jié)構(gòu)和原理,將其應(yīng)用在電力系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜觸點(diǎn)處理方面,對(duì)高壓電纜接頭進(jìn)行溫度測(cè)試,確保能為傳感器安裝工作提供基礎(chǔ)參數(shù)。在設(shè)計(jì)探頭的過(guò)程中,要分析和判定探頭的體積、熱平衡參數(shù)。一般會(huì)選擇導(dǎo)熱性能較好的銅材料,從而在一定程度上提高處理機(jī)制的時(shí)效性。
第三,信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)。在傳感器信號(hào)處理工作中,要結(jié)合實(shí)際要求對(duì)核心單元進(jìn)行判定,有效整合單片機(jī)結(jié)構(gòu),利用高性能、低功耗的 8 位 AVR 微控制器有效判定相關(guān)參數(shù),合理完善存儲(chǔ)器的管控工作,為獲取硬件接口電路提供保障,同時(shí)整合 RISC 精簡(jiǎn)指令保證結(jié)構(gòu)的集成效果,為系統(tǒng)編程效果的優(yōu)化提供保障。
光纖測(cè)溫系統(tǒng)軟件應(yīng)用
在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)體系內(nèi),結(jié)合傳感器應(yīng)用效率和整體應(yīng)用水平,除了對(duì)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌管理外,還要完善軟件系統(tǒng),確保相應(yīng)系統(tǒng)元件能夠?yàn)榘踩O(jiān)測(cè)工作的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。
第一,信號(hào)采集控制軟件系統(tǒng),主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行及時(shí)性捕捉,并篩選和匯總存儲(chǔ)信號(hào)信息,以備后續(xù)制定相應(yīng)的動(dòng)作指令。需要注意,信號(hào)采集處理控制系統(tǒng)中,要關(guān)注數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性,得到完善的整體監(jiān)督控制質(zhì)量。
第二,信號(hào)濾波軟件結(jié)構(gòu),主要是分析和判定濾波參數(shù),結(jié)合相關(guān)參數(shù)判定結(jié)果的時(shí)效性,具體分析和處理相關(guān)情況。
第三,平均插值計(jì)算軟件,是一款計(jì)算功能較強(qiáng)的軟件體系,能對(duì)平均插值進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和核查,以備后續(xù)完善計(jì)算結(jié)果和數(shù)據(jù)對(duì)比分析效率。
第四,顯示輸出的軟件結(jié)構(gòu),在所有工序結(jié)束后,要借助輸出軟件完成數(shù)據(jù)處理和輸出。為進(jìn)一步落實(shí)設(shè)備安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),要結(jié)合反饋參數(shù)提升監(jiān)測(cè)過(guò)程的時(shí)效性。
此外,在信息采集工作中,技術(shù)部門(mén)要將采集結(jié)構(gòu)和應(yīng)用體系之間的關(guān)系作為研究重點(diǎn),有效完善采集流程和上機(jī)位通訊過(guò)程的合理性,并升級(jí)采集過(guò)程,確保實(shí)時(shí)性和應(yīng)用效果的完整性。最重要的是,軟件系統(tǒng)的應(yīng)用要將 CPU 提升作為前提,在整合利用效率的基礎(chǔ)上,對(duì)軟件流程的初始化操作質(zhì)量、功能處理操作指令及定時(shí)中斷功能指令等進(jìn)行集中分析和判定,合理性完善管控標(biāo)準(zhǔn)。
傳感器在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用過(guò)程在對(duì)點(diǎn)式光纖溫度傳感器進(jìn)行全面分析和系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用在10kV 高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)中進(jìn)行試用,能有效形成9點(diǎn)監(jiān)測(cè)。在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)校對(duì)和試驗(yàn)測(cè)試,將光纖傳感器直接置于設(shè)備的電熱恒溫箱中,有效滿足溫控效率。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,溫度從室溫條件逐漸上升。操作人員要測(cè)定不同溫度間隔的恒溫箱溫度和系數(shù)模擬輸出量,有效整合溫度值,完善最終的處理效果。在熱電偶溫度計(jì)和水銀溫度傳感器共同作用的基礎(chǔ)上,得出相應(yīng)的溫度參數(shù)。利用熱電偶溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)檢測(cè)溫度后,就能將其作為恒溫箱溫度參考數(shù)值。
實(shí)際測(cè)定工作中,為全面了解光纖溫度傳感器在運(yùn)行過(guò)程中的時(shí)間穩(wěn)定性,要注重連續(xù)測(cè)量后的數(shù)據(jù)反饋,確保能選擇控溫的基礎(chǔ)條件,并在此基礎(chǔ)上得出光纖溫度傳感器隨時(shí)間變化形成的差異化測(cè)量結(jié)果,
光纖溫度計(jì)時(shí)間穩(wěn)定性測(cè)試曲線
不難發(fā)現(xiàn),在時(shí)間不斷累積的背景下,測(cè)量溫度存在不穩(wěn)定性。結(jié)合測(cè)量信息能對(duì)溫度傳感器的溫度漂移效果進(jìn)行判定,并探究溫度傳感器測(cè)量精度??梢?jiàn),時(shí)間的穩(wěn)定性對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程質(zhì)量具有重要意義。另外,傳感器主要利用光纖技術(shù),耐高溫,能將傳感器直接置于控溫體系中。將溫度控制在 -20 ~125 ℃,系統(tǒng)也能形成常態(tài)化工作。
開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫光纖溫度傳感器
在對(duì)系統(tǒng)安裝的體系進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)試后,要保證開(kāi)關(guān)柜應(yīng)用的實(shí)際水平,系統(tǒng)機(jī)箱安裝處理過(guò)程也要對(duì)開(kāi)關(guān)柜低壓部分進(jìn)行分析,尤其是對(duì)連接機(jī)箱和探頭的光線捆扎穿管結(jié)構(gòu)。要保證處理效率的時(shí)效性,就要在安裝過(guò)程中確保光纖彎曲參數(shù)能滿足實(shí)際要求,避免光纖攪在一起影響光纖使用率。通常測(cè)量數(shù)據(jù)參數(shù)要借助RS485 串行總線建立連接關(guān)系,并且將其連接在監(jiān)控室中,結(jié)合軟件操作過(guò)程中積累的數(shù)據(jù)對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)試和分析判定,有效提升系統(tǒng)報(bào)警的基本水平。在傳感器應(yīng)用的過(guò)程中,要測(cè)量和分析高壓輸電電纜接頭的溫度,將測(cè)定監(jiān)測(cè)數(shù)量控制在 20 個(gè)以上,并利用系統(tǒng)借助 RS485 建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),從而對(duì)系統(tǒng)中不同固定點(diǎn)進(jìn)行分析和信息傳遞,形成監(jiān)控結(jié)構(gòu)。正是因?yàn)橄到y(tǒng)能對(duì)電纜體系的觸點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)定,若溫度較高就予以報(bào)警,一定程度上可以避免事故的發(fā)生。
利用光纖傳感器對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)化分析和安全監(jiān)測(cè),能有效完善數(shù)據(jù)分析結(jié)果,確保后續(xù)數(shù)據(jù)分析判定效率的完整性,在有效整合光強(qiáng)參數(shù)的基礎(chǔ)上,保證吸收率的合理性,為測(cè)量精度的全面優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。