Das fluoreszierende faseroptische Temperaturüberwachungs- und -regelsystem von INNOFZ ist eine Komplettlösung zur Temperaturregelung für Trockenwandlerwicklungen, die eine rein optische fluoreszierende Temperaturerfassung mit integrierter Lüftersteuerung, Alarm- und Abschaltfunktionen sowie einer Protokollierung historischer Daten kombiniert. Im Gegensatz zu herkömmlichen metallbasierten Temperatursensoren enthält das fluoreszierende Glasfaser-Messelement am Messpunkt kein elektrisch leitfähiges Material, wodurch es von Natur aus sicher für den direkten Einbau in Hochspannungswicklungen ist.
Warum die Überwachung der Wicklungen von Trockentransformatoren eine Temperaturmessung mittels Glasfasersensoren erfordert
Die Wicklungen von Trockentransformatoren sind hohen Spannungen und starken elektromagnetischen Feldern ausgesetzt – Bedingungen, unter denen herkömmliche elektrische Temperatursensoren nur schwer sicher und präzise arbeiten können. Die fluoreszierende Glasfasermesstechnik löst diese beiden zentralen Herausforderungen direkt an der Quelle:
- Hochspannungsfestigkeit — Die vollständig optische Messspitze enthält kein Metall, sodass sie hohen Hochfrequenzspannungen sicher standhält und direkt am Wärmepunkt der Wicklung eingebettet werden kann, ohne dass die Gefahr eines Isolationsdurchschlags besteht.
- Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen — da die Temperatur als optisches und nicht als elektrisches Signal kodiert wird, wird der Messwert durch die starken elektromagnetischen Störungen, die in der Nähe von unter Spannung stehenden Wicklungen und Schaltgeräten entstehen, in keiner Weise beeinträchtigt
Aufgrund dieser beiden Eigenschaften ist die fluoreszierende Glasfasersensorik nicht nur für herkömmliche Trockentransformatoren die bevorzugte Wahl, sondern auch für spezielle Umgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung (EMI) und hoher Spannung, wie beispielsweise Traktionstransformatoren für den Schienenverkehr, Gleichrichtertransformatoren, und andere Leistungstransformator Anwendungen, bei denen herkömmliche Sensoren unzuverlässig oder unsicher sind.
Fluoreszierender Glasfasersensor im Vergleich zum PT100-Sensor
| Vergleichsobjekt | Fluoreszierender Glasfasersensor | PT100-Sensor |
|---|---|---|
| Material des Sensorelements | Seltenerd-Leuchtstoff, rein optisch, metallfrei | Metallisches Widerstandselement |
| Elektrischer Anschluss am Messpunkt | Keine – vollständig passives optisches Signal | Elektrisch leitfähig, direkte Verkabelung zum Messpunkt |
| Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störungen | Völlig immun, unempfindlich gegenüber starken elektromagnetischen Störungen | Anfällig für Störungen in Umgebungen mit hoher elektromagnetischer Störstrahlung |
| Hochspannungsfestigkeit | Geeignet für die Einbettung von Hochspannungswicklungen | Aus Sicherheitsgründen auf Anwendungen mit niedrigerer Spannung beschränkt |
| Sicherheit bei Hochspannungswicklungen | Eigensicher, keine elektrische Gefahr an der Messstelle | Mögliche Sicherheitsgefahr durch leitfähiges Material |
| Typischer Anwendungsbereich | Hochspannungswicklungen, Schienenverkehr, Gleichrichter und Leistungstransformatoren | Allgemeine Niederspannungs-Temperaturmessung im industriellen Bereich |
Wichtigste Merkmale
- Umfassende Temperaturregelung – automatisches und manuelles Ein- und Ausschalten des Lüfters, direkt gesteuert durch die Wicklungstemperatur in Echtzeit
- Vollständig optische Fluoreszenzmessung, frei von metallischen Bauteilen, unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen
- Hochspannungsbeständige Messspitze, geeignet für den direkten Einbau in Trockenwandlerwicklungen
- Black-Box-Datenaufzeichnung – erfasst Temperaturdaten vom letzten Stromausfall sowie historische Höchsttemperaturen
- Digitale Röhrenanzeige für eine klare Ablesbarkeit vor Ort, mit kanalweiser Anzeigekorrektur
- Alarm bei geöffneter Schranktür sowie spezielle Relaiskontakte für Übertemperaturalarm, Abschaltung, Fernübertragung der Lüfterdaten und Reglerfehler
Anwendungen
- Temperaturüberwachung und -regelung der Wicklungen von Trockentransformatoren
- Temperaturüberwachung von Traktionstransformatoren im Schienenverkehr
- Temperaturüberwachung von Gleichrichtertransformatoren
- Weitere Anwendungsbereiche für Leistungstransformatoren in Hochspannungsumgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung
Technische Daten
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Stromversorgung | Wechselstrom/Gleichstrom 220 V |
| Messbereich | -40 °C bis +260 °C (für höhere Werte anpassbar) |
| Messgenauigkeit | ±1 °C (für höhere Genauigkeit anpassbar) |
| Beschluss | 0,1 °C |
| Anzahl der Kanäle | 1–18 Kanäle (anpassbar) |
| Erfassungsart | Quarz-Lichtleiter, Erfassung von Leuchtpunkten |
| Faserlänge | Einstellbar, 0–20 m |
| Durchmesser der Fasersonde | 2,5 mm (für kleinere Größen anpassbar) |
| Spannungsfestigkeit der Sonde | 100 kV |
| Sondentyp | Ölbeständige Glasfasersonde |
| Kommunikationsschnittstelle | RS485/Modbus, analoger Ausgang 4–20 mA |
| Reaktionszeit | < 1 Sekunde |
Standardfunktionen und anpassbare Funktionen
Die Basiseinheit umfasst die Temperaturmessung an drei Wicklungen, eine automatische/manuelle Lüftersteuerung, eine kanalweise Anzeigekompensation, Black-Box-Protokollierung, eine digitale Anzeige, einen Schranktüralarm sowie spezielle Relaiskontakte für Übertemperaturalarm, Abschaltung, Fernübertragung der Lüfterdaten und Reglerfehler. INNOFZ bietet außerdem anpassbare Funktionsmodule für anspruchsvolle Projektanforderungen an:
- Messung der Kerntemperatur (Eisenkern) mit speziellen Alarmkontakten für Übertemperatur
- RS485-Kommunikation mit Zeitsynchronisation und Unterstützung des Modbus-RTU-Protokolls
- Fehlerdiagnose bei Lüftern mit speziellen Alarmkontakten für Lüfterfehler
- Vier unabhängige analoge 4–20-mA-Stromausgangskanäle
- Umfassende Temperaturmessung und -regelung im gesamten Computerraum
- Alarmfunktionen basierend auf der Wicklungs- und Kern-Temperaturanstiegsrate
- Alternative Kommunikationsprotokolle, darunter Profibus, IEC 60870-5-103 und Ethernet
Anpassung & Service
Jedes INNOFZ-Gerät zur Temperaturüberwachung und -regelung mittels fluoreszierender Glasfaser wird entsprechend den projektspezifischen Anforderungen hinsichtlich Spannungsklasse, Kanalanzahl und Regelungsfunktionen konfiguriert. INNOFZ unterstützt OEM-/ODM-Kooperationen und hat Systeme mit nachweisbarer Praxiserfahrung bei der Installation in Projekten mit Trockentransformatoren, im Schienenverkehr sowie bei Gleichrichtertransformatoren geliefert.
- Individuell anpassbare Kanalanzahl, Messbereich und Genauigkeit, die über die Standardspezifikationen hinausgehen
- Aus der obigen Liste ausgewählte benutzerdefinierte Funktionsbausteine, die den Anforderungen der Projektsteuerung entsprechen
- OEM-/ODM- und Eigenmarkenfertigung für Hersteller von Transformatorenschaltanlagen
- Technische Beratung vor dem Kauf hinsichtlich der Sensorplatzierung und der Systemkonfiguration
- Technischer Kundendienst auf der Grundlage dokumentierter Erfahrungen aus dem Praxiseinsatz
Wenden Sie sich an INNOFZ, um Ihre Projektanforderungen zu besprechen und eine maßgeschneiderte Konfiguration anzufordern.
Häufig gestellte Fragen
Warum sollte man bei Transformatorwicklungen eine fluoreszierende Glasfasersensorik einem herkömmlichen PT100-Sensor vorziehen?
PT100-Sensoren enthalten Metall und sind aus Sicherheitsgründen auf Anwendungen mit niedrigerer Spannung beschränkt, während die fluoreszierende Glasfasermesstechnik vollständig optisch arbeitet und unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen ist. Eine vollständige Gegenüberstellung finden Sie in der obigen Vergleichstabelle.
Ist dieses Gerät für den Einsatz im Schienenverkehr oder für Gleichrichtertransformatoranwendungen geeignet?
Ja. Dank seiner hohen Hochspannungsfestigkeit und seiner umfassenden EMI-Störfestigkeit eignet er sich für Traktionstransformatoren im Schienenverkehr, Gleichrichtertransformatoren und andere Leistungstransformatoranwendungen, die in anspruchsvollen elektrischen Umgebungen betrieben werden.
Wie funktioniert die Steuerung des Lüfters?
Das Gerät überwacht die Wicklungstemperatur in Echtzeit und schaltet den Lüfter je nach konfigurierbaren Schwellenwerten automatisch ein oder aus; zudem ist eine manuelle Übersteuerung möglich.
Lässt sich die Konfiguration der Alarm- und Auslösekontakte individuell anpassen?
Ja. Zusätzlich zu den standardmäßigen Übertemperatur-Alarm- und Abschaltkontakten können weitere Funktionen wie Kerntemperaturalarme, Lüfterfehlerdiagnose und Alarme zur Temperaturanstiegsrate hinzugefügt werden – siehe den Abschnitt „Standard- und anpassbare Funktionen“ weiter oben.
