高压开关柜光纤温度智能综合监测系统的研究.docx

高压开关柜光纤温度智能综合监测系统的研究
摘要
本文研究了高压开关柜光纤温度智能综合监测系统。首先介绍了高压开关柜的构成和传统监测方法的不足，接着阐述了光纤温度传感器的工作原理和优点，然后详细介绍了光纤温度监测系统的结构和工作原理。最后，结合实际应用，对比了传统监测方法和光纤温度监测系统的优缺点，并对未来的研究和发展提出了展望。
关键词：高压开关柜；光纤温度传感器；监测系统；优缺点；展望
Abstract
Thispaperstudiesthehigh-voltageswitchgearfiber-optictemperatureintelligentcomprehensivemonitoringsystem.Firstly,thecompositionofhigh-voltageswitchgearandtheshortcomingsoftraditionalmonitoringmethodsareintroduced.Then,theworkingprincipleandadvantagesoffiber-optictemperaturesensorsareelaborated,andthestructureandworkingprincipleoffiber-optictemperaturemonitoringsystemaredescribedindetail.Finally,combinedwithpracticalapplications,theadvantagesanddisadvantagesoftraditionalmonitoringmethodsandfiber-optictemperaturemonitoringsystemsarecompared,andprospectsforfutureresearchanddevelopmentareproposed.
Keywords:highvoltageswitchgear;fiber-optictemperaturesensor;monitoringsystem;advantagesanddisadvantages;prospects
正文
一、绪论
高压开关柜作为电力系统的重要组成部分，在电力生产和传输中起着至关重要的作用。而其正常运行对于电力系统的稳定性、可靠性和安全性十分重要。然而，由于高压开关柜的特殊性质，传统的监测方法存在种种问题，例如传感器数量不足、监测精度不高、易受外界环境干扰等。因此，在传统监测方法的基础上探索新的监测手段，提高高压开关柜的监测效率和精度，具有重要实际意义。
光纤温度传感器是一种应用光学原理进行温度测量的高精度传感器，具有量测范围广、抗干扰能力强、长期稳定性好等优点。在高压开关柜温度监测中，采用光纤温度传感器进行监测，不但可以提高监测精度，还能方便实现对高压开关柜内温度分布的全面监测。因此，本文将探讨高压开关柜光纤温度智能综合监测系统的研究。
二、高压开关柜的构成及传统监测方法的不足
高压开关柜主要由开关设备、互感器、电流互感器、电压互感器、接地开关等组成。开关设备通常使用熔断器或断路器，用以切断故障电路。电流互感器和电压互感器用以将高压开关柜内部的电压和电流信息转换成相应的低电压和低电流信号，方便进行监测和保护控制。
传统的高压开关柜监测方法主要有以下几种：
1.电流互感器、电压互感器的监测：通过监测电流互感器和电压互感器输出的低电压低电流信号，了解高压开关柜内部电气量的变化情况。
2.温度传感器的监测：通过布置在高压开关柜内部的温度传感器对高压开关柜内部的温度进行监测，以了解高压开关柜的工作状态。
这些传统监测方法的问题在于，电流互感器和电压互感器只能得到部分电气量的信息，并且由于需要多个传感器对整个高压开关柜进行监测，系统成本较高。而温度传感器的监测精度和监测范围都较小，同时易受周围环境的影响，因此不能完全满足高压开关柜的监测需求。
三、光纤温度传感器的工作原理和优点
光纤温度传感器利用光纤的温度敏感特性进行测量。通常是通过感受光纤长度不同部分的热膨胀系数不同，来实现对温度的测量。
图1.光纤温度传感器的工作原理
当光纤温度传感器处于高温环境时，光纤会发生膨胀，引起光纤端面的位移，从而改变光纤长度区域与光纤对距离，生成新的光子能量，并且这种对距离长度与温度变化有一定的关系。将这种变化转换为光信号电信号后就可得到实际要求的温度。光纤温度传感器具有量测范围广、测量精度高、响应速度快、可靠性高、耐高温、抗干扰能力强及极低的非线性误差等显著优点。
四、光纤温度监测系统的结构和工作原理
图2是高压开关柜光纤温度监测系统的结构示意图。系统由光纤温度传感器、数据采集器、监测控制中心和通信设备组成。
图2.高压开关柜光纤温度监测系统的