Qu'est-ce qu'un capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide ?
A capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide Il s'agit d'une sonde de température optique conçue pour mesurer les points chauds des enroulements de transformateurs. L'embout de détection fluorescent est relié à une fibre optique en quartz et protégé par une structure isolante en polyimide, ce qui permet de l'installer à l'intérieur de transformateurs à huile.
Par rapport aux sondes de température à fibre optique classiques, la structure protégée par du polyimide est plus fine, plus souple et mieux adaptée à une installation en enroulage. Elle peut être acheminée à proximité des enroulements de transformateur, des entretoises, des structures de soutien internes ou d’autres points chauds lors de la fabrication ou de la maintenance d’un transformateur.
Pourquoi utiliser une protection en polyimide dans les enroulements des transformateurs ?
Les composants internes des transformateurs à huile nécessitent des matériaux capables de résister à la chaleur, à l'huile de transformateur, à la haute tension et aux contraintes d'isolation à long terme. Le polyimide est utilisé comme matériau de protection et d'isolation, car il permet une installation flexible, un acheminement compact et un fonctionnement stable aux emplacements de mesure de température liés aux enroulements.
Principales applications et mise en œuvre
Ce produit est adapté à la mesure de la température des enroulements de transformateurs à huile, à la surveillance des points chauds des enroulements, à la détection optique de la température à l'intérieur des transformateurs et aux applications de surveillance de température haute tension intégrée.
Principe de mesure optique par fluorescence basé sur le temps de vie
L'embout de détection contient un matériau fluorescent thermosensible. Lorsque le dispositif de surveillance envoie une lumière d'excitation à travers la fibre optique, le matériau fluorescent émet un signal de rémanence. La durée de décroissance de cette rémanence varie en fonction de la température, et le dispositif de surveillance calcule la température à partir de la valeur de cette durée.
Excitation optique
La lumière d'excitation est transmise par la fibre optique en quartz jusqu'à la pointe de détection fluorescente installée à l'intérieur du transformateur.
Retour du signal de rémanence
Le matériau fluorescent émet un signal optique de retour après excitation, et ce signal optique est renvoyé par la fibre.
Détection à vie
Le dispositif de surveillance détecte le temps de décroissance de la fluorescence au lieu de se baser uniquement sur l'intensité de la lumière renvoyée.
Calcul de la température
La durée de désintégration est convertie en une valeur de température à l'aide de données d'étalonnage, ce qui permet de mesurer la température des points chauds de manière ponctuelle.
Pourquoi recourt-on à la mesure de la durée de vie ?
La mesure basée sur la durée de vie est moins sensible aux fluctuations de puissance optique, aux pertes au niveau des connecteurs, à la courbure de la fibre et au vieillissement de la source lumineuse. Elle est donc particulièrement adaptée à la surveillance intégrée des transformateurs, où la stabilité du signal à long terme est essentielle.
Principaux avantages pour les applications de transformateurs à immersion d'huile
Protection isolée au polyimide
La couche de protection en polyimide assure l'isolation électrique et offre une protection mécanique souple aux emplacements d'installation liés aux enroulements.
Compatibilité avec les environnements à immersion d'huile
La structure du capteur est adaptée aux environnements contenant de l'huile de transformateur, où la stabilité à long terme des matériaux et la compatibilité avec l'isolation sont essentielles.
Installation d'enroulement flexible
La fibre optique protégée peut être acheminée le long de structures sinueuses, d'entretoises ou de points d'appui internes sans recourir à un câblage de signaux électriques au point de mesure.
Mesure directe du point chaud
La sonde peut être placée à proximité de l'emplacement prévu du point chaud, ce qui permet de mesurer la température de l'enroulement de manière plus directe qu'une mesure externe de la température de l'huile.
Isolation optique haute tension
Le point de détection est optique et électriquement isolant, ce qui contribue à réduire les interférences électriques et les risques d'isolation à l'intérieur des structures des transformateurs haute tension.
Surveillance embarquée à long terme
Ce capteur est conçu pour des applications dans lesquelles la sonde est installée à l'intérieur du transformateur et est destinée à fonctionner en continu pendant de longues périodes.
Caractéristiques techniques
| Élément du cahier des charges | Configuration standard / en option |
|---|---|
| Nom du produit | Capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide |
| Demande | Mesure des points chauds dans les enroulements des transformateurs à bain d'huile |
| Principe de mesure | Mesure de la durée de rémanence de la fluorescence en fonction de la température |
| Type de capteur | Détection optique de la température par point |
| Plage de températures | de -40 °C à +260 °C |
| Précision | de ±0,5 °C à ±1 °C |
| Résolution | 0,1 °C |
| Temps de réponse | Moins d'une seconde |
| Diamètre de la sonde | de 2 mm à 3 mm, personnalisable |
| Longueur des fibres | De 0 m à 80 m, personnalisable |
| Type de fibre | Fibre optique en quartz |
| Matériel de protection | Structure d'isolation protégée par du polyimide |
| Type d'installation | Installé en spirale, encastré, acheminé le long d'une entretoise ou sur mesure |
| Isolation électrique | Point de détection optique électriquement isolant |
| Résistance à la haute tension | Au-delà de 100 kV, en fonction de la structure d'isolation et des conditions d'installation |
| Environnement pétrolier | Convient aux applications de transformateurs à bain d'huile |
| Immunité aux interférences électromagnétiques | Adapté aux environnements soumis à de fortes perturbations électromagnétiques |
| Durée de vie | Plus de 25 ans dans des conditions d'utilisation appropriées |
| Appareil compatible | Dispositif de surveillance de la température par fibre optique à canal unique ou multicanal |
| Personnalisation | Diamètre de la sonde, longueur de la fibre, embout de détection, structure de protection et méthode de montage |
Structure du produit
Pointe de détection fluorescente
La pointe de détection est placée à l'emplacement du point chaud cible et sert à effectuer une mesure ponctuelle directe de la température.
Fibre optique en quartz
La fibre optique en quartz transmet la lumière d'excitation et les signaux de fluorescence renvoyés entre la pointe de détection et le dispositif de surveillance.
Couche de protection en polyimide
La structure de protection en polyimide assure l'isolation, la souplesse et la protection mécanique lors de la mise en place des enroulements du transformateur.
Section « Acheminement interne »
La fibre protégée peut être acheminée le long de structures sinueuses, d'entretoises ou de points d'appui internes, selon la conception du transformateur.
Interface du dispositif de surveillance
Le capteur est relié à un dispositif de surveillance de la température à fibre optique qui assure les fonctions d'excitation, de détection du signal, de calcul de la température et de sortie.
Capteur protégé par du polyimide vs capteur de température à fibre optique classique
La principale différence ne réside pas dans le principe de mesure optique, mais dans la protection et la structure d'installation. Les capteurs protégés par du polyimide sont optimisés pour les environnements des enroulements de transformateurs, tandis que les sondes classiques sont souvent utilisées pour la mesure générale de la température de surface, de l'armoire ou par contact.
| Élément de comparaison | Capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide | Capteur de température à fibre optique classique |
|---|---|---|
| Objectif principal | Mesure des points chauds d'un transformateur intégré ou à enroulements installés | Mesure de la température en un point général |
| Matériel de protection | Structure de protection isolée au polyimide | Cela dépend du boîtier : acier inoxydable, PTFE, manchon en plastique ou tube blindé, par exemple |
| Position de montage | Enroulement du transformateur, zone d'espacement, emplacement du point chaud interne | Surface d'une armoire, contact d'un appareillage électrique, jonction de barres omnibus ou point d'équipement général |
| Flexibilité | Convient aux installations nécessitant un acheminement compact et des opérations d'enroulement | Cela dépend du boîtier de la sonde et de sa structure mécanique |
| Utilisation en immersion dans l'huile | Conçu pour les environnements contenant de l'huile de transformateur | Nécessite le choix de matériaux adaptés |
| Zoom sur l'isolation | Compatibilité de l'isolation interne des transformateurs haute tension | Isolation électrique générale en fonction de l'application |
| Logique de sélection | Choisissez cette solution pour la surveillance des points chauds des enroulements des transformateurs à huile | À choisir pour les applications générales de mesure optique de la température |
Où se trouve le capteur à l'intérieur d'un transformateur à huile ?
Zone sensible aux virages
La pointe de détection peut être placée à proximité du point chaud prévu de l'enroulement afin de mesurer plus directement la température locale.
Position d'espacement ou de soutien
La fibre protégée peut être acheminée le long d'entretoises ou de structures de soutien afin de maintenir la position de détection stable pendant le fonctionnement du transformateur.
Zone d'extrémité de l'enroulement
Le capteur peut être installé à certaines positions d'extrémité des enroulements, en fonction de la conception du transformateur et des résultats de l'analyse thermique.
Point de surveillance de la température interne
Pour les conceptions de transformateurs sur mesure, le capteur peut être placé à des endroits internes où la température de l'huile ne suffit pas à elle seule à refléter l'état réel des points chauds.
Pourquoi mesurer directement la température des points chauds des enroulements d'un transformateur ?
La température de l'huile peut donner une indication de l'état thermique général d'un transformateur, mais elle ne reflète pas nécessairement la température maximale à l'intérieur de l'enroulement. La température des points chauds de l'enroulement est étroitement liée au vieillissement de l'isolation, au risque de surcharge et à la fiabilité de fonctionnement du transformateur.
Plus d'informations sur l'impression thermique directe
La détection optique intégrée de la température permet d'obtenir des données de température plus proches de la position réelle du point chaud.
Une meilleure prise en charge de la gestion de la charge
Les données relatives à la température des enroulements peuvent aider à prendre des décisions concernant la charge des transformateurs et à définir des stratégies de protection thermique.
Utile pour la surveillance à long terme des actifs
La mesure continue de la température interne fournit des données utiles pour la planification de la maintenance et l'évaluation de l'état du transformateur.
Options de personnalisation
Diamètre de la sonde
La sonde peut être personnalisée en fonction des espaces entre les enroulements, de la position des entretoises et de la conception compacte des structures internes des transformateurs.
Longueur des fibres
La fibre peut être conçue en fonction de la distance entre le point de mesure interne et le dispositif de surveillance.
Structure de protection
La structure de protection peut être adaptée en fonction de la configuration de l'enroulement, de l'environnement huileux, des exigences d'isolation et du cheminement mécanique.
Détection de la position de la pointe
La pointe de détection peut être configurée pour une installation encastrée, un contact en surface ou une mesure interne des points chauds, en fonction de la conception du transformateur.
Correspondance des dispositifs de surveillance
Le capteur peut être associé à des dispositifs de surveillance de la température par fibre optique à canal unique ou multicanaux, en fonction du nombre de points de mesure.
Comment choisir le bon capteur
Vérifier le type de transformateur
Vérifiez la puissance du transformateur, la configuration de ses enroulements et si le capteur a été installé lors de la fabrication ou lors d'une intervention de maintenance.
Confirmer l'emplacement du point d'accès
Définissez l'emplacement prévu du point chaud en fonction de la conception du transformateur, des calculs thermiques ou des exigences en matière de surveillance.
Confirmer la méthode d'installation
Vérifiez si le capteur sera intégré, acheminé le long d'une entretoise, fixé près d'un enroulement ou placé à un autre endroit à l'intérieur.
Vérifier les exigences en matière d'isolation
Il convient de tenir compte du niveau de tension, de la distance d'isolement, de la pression mécanique et du fonctionnement à long terme en immersion dans l'huile.
Confirmer le nombre de points de surveillance
Le nombre de points de mesure détermine le nombre de canaux requis pour l'appareil de surveillance.
Informations utiles pour le choix d'un capteur
| Informations obligatoires | Exemple |
|---|---|
| Type de transformateur | Transformateur de puissance à bain d'huile, transformateur de distribution ou transformateur spécial |
| Mesure de la position | Point chaud de l'enroulement, zone d'espacement, extrémité de l'enroulement ou point de température interne |
| Phase d'installation | Évaluation d'une installation d'usine, d'une installation de maintenance ou d'une modernisation |
| Nombre de points de mesure | Un seul point ou plusieurs points |
| Structure mécanique | Intégrés, acheminés, fixés à proximité des enroulements ou sur mesure |
| Environnement d'exploitation | Huile de transformateur, haute tension, pression interne, fonctionnement à long terme |
| Dispositif de surveillance | Dispositif de surveillance de la température par fibre optique à canal unique ou multicanal |
Foire aux questions
Qu'est-ce qu'un capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide ?
Il s'agit d'une sonde de température à fibre optique fluorescente dotée d'une structure isolante protégée par du polyimide, destinée à la mesure des points chauds dans les enroulements de transformateurs.
Pourquoi utilise-t-on du polyimide pour les capteurs de température des enroulements de transformateurs ?
Le polyimide convient aux structures d'installation flexibles, isolantes et immergées dans l'huile, à l'intérieur des enroulements des transformateurs.
Ce capteur sert-il à mesurer la température de l'huile ou celle de l'enroulement ?
Il est principalement utilisé pour mesurer la température des points chauds au niveau des enroulements, ce qui diffère de la mesure habituelle de la température de l'huile.
Le capteur peut-il être installé à l'intérieur d'un transformateur à bain d'huile ?
Oui. Le capteur est conçu pour les applications internes aux transformateurs, à condition que la structure et le mode d'installation soient compatibles avec la conception du transformateur.
Comment fonctionne le principe de la durée de vie de la fluorescence ?
Le matériau sensible émet un signal de rémanence après excitation optique, et la température est calculée à partir du temps de décroissance de ce signal.
En quoi diffère-t-elle d'une sonde de température à fibre optique classique ?
La principale différence réside dans la structure protégée par du polyimide, qui est optimisée pour l'installation d'enroulements de transformateurs à huile.
La longueur de la fibre et la structure de la sonde peuvent-elles être personnalisées ?
Oui. La longueur de la fibre, le diamètre de la sonde, la structure de protection et la position de la pointe de détection peuvent être personnalisés en fonction des spécifications du transformateur.
Quel dispositif de surveillance est nécessaire ?
Le capteur doit fonctionner avec un dispositif de surveillance de la température par fibre optique assurant l'excitation optique, la détection du signal et la transmission de la température.
Est-ce adapté à la surveillance à long terme des transformateurs ?
Oui. Il est conçu pour une surveillance intégrée à long terme, à condition d'être correctement choisi et installé en fonction des conditions d'exploitation.
Quelles sont les informations nécessaires pour la sélection ?
Il est généralement nécessaire de préciser le type de transformateur, l'emplacement des points chauds, le mode d'installation, les exigences en matière d'isolation, le nombre de points de mesure et les exigences relatives aux dispositifs de surveillance.
Capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide pour la surveillance des points chauds des enroulements de transformateurs
Le capteur de température à fibre optique protégé par du polyimide est conçu pour la mesure de la température interne des enroulements de transformateurs immergés dans l'huile. Son principe de détection par fluorescence basé sur la durée de vie, sa structure d'isolation optique et sa protection flexible en polyimide le rendent particulièrement adapté à la surveillance à long terme des points chauds dans les environnements de transformateurs haute tension.
