Что такое оптоволоконная система измерения температуры?
A волоконно-оптическая система измерения температуры представляет собой комплексное решение для контроля температуры, в котором используются оптические датчики температуры и передатчик с функцией обработки сигнала для измерения температуры в одной или нескольких точках. Оно в основном применяется в электротехнических и промышленных условиях, где из-за высокого напряжения, электромагнитных помех, ограниченного монтажного пространства или требований к изоляционной безопасности традиционные электрические датчики температуры оказываются менее подходящими.
Система не ограничивается одним типом оборудования. Ее можно настроить для использования в распределительных шкафах, обмотках трансформаторов, соединениях шин, кабельных клеммах, обмотках генераторов, кольцевых распределительных устройствах, шкафах с газоизолированной системой (GIS), промышленном отопительном оборудовании, полупроводниковом оборудовании и других областях применения, где требуются стабильные данные о температуре из труднодоступных точек измерения.
Позиционирование системы
Данный продукт подходит для проектов, требующих контроля температуры при высоких напряжениях, многоканального измерения температуры, мониторинга «горячих точек» электрических контактов, контроля температуры обмоток трансформаторов, контроля температуры шин, контроля температуры кабельных разъемов или промышленного оптического измерения температуры.
Основные области применения
| Область применения | Типичные точки измерения | Назначение системы |
|---|---|---|
| Контроль температуры распределительных устройств | Контакты автоматических выключателей, соединения шин, кабельные клеммы, разъединители | Обнаружение локального перегрева в шкафах среднего и высокого напряжения |
| Мониторинг температуры трансформатора | Катушки трансформаторов сухого типа, обмотки масляных трансформаторов, внутренние зоны повышенной температуры | Контролируйте температуру обмотки и состояние горячих точек |
| Контроль температуры шин | Соединения медных стержней, болтовые соединения, точки контакта с высоким током | Определить повышение температуры, вызванное контактным сопротивлением |
| Мониторинг кабельных клемм | Кабельные головки, кабельные разъёмы, кабельные соединения, точки подключения | Контролируйте места с высокой концентрацией кабельных соединений в ограниченном пространстве |
| Мониторинг главного кольцевого блока | Разъемы RMU, кабельные соединители, изолированные зоны соединений | Предоставить данные о местной температуре для компактного распределительного оборудования |
| Мониторинг шкафов ГИС | Отдельные позиции шкафа, вспомогательные отсеки, точки внутреннего соединения | Измерение температуры в изолированных отсеках шкафа или в отсеках, чувствительных к электромагнитным помехам |
| Мониторинг генераторов и двигателей | Статор, обмотка, коллекторное кольцо, выбранные положения «горячих точек» | Измерение температуры в условиях сильных электромагнитных помех |
| Мониторинг промышленного оборудования | Зона нагрева, точка с теплоизоляцией, удаленная точка измерения, «горячая точка» технологического процесса | Обеспечивает стабильное измерение температуры в суровых промышленных условиях |
Отраслевые решения
Решение по распределению электроэнергии
В случае распределительных устройств, кольцевых сетевых блоков и распределительных шкафов система может осуществлять мониторинг контактов, кабельных клемм и соединений шин. Это помогает операторам выявлять аномальный рост температуры до того, как он приведет к износу изоляции, выходу из строя соединителей или остановке оборудования.
Решение для мониторинга температуры трансформатора
Для трансформаторов сухого и масляного типа система может быть настроена на измерение температуры обмоток, мониторинг внутренних горячих точек или многоточечный термомониторинг. Она подходит для производителей трансформаторов, подстанций и промышленных потребителей, которым требуются данные о температуре в ключевых точках.
Решения для генераторов и двигателей
В случае вращающегося оборудования и в условиях сильных электромагнитных помех можно использовать оптический метод измерения температуры, поскольку на работу электрических датчиков могут оказывать влияние помехи. Систему можно настроить для измерения температуры статора, обмотки или отдельных «горячих точек».
Решения для промышленных процессов
В случае промышленного оборудования данную систему можно использовать там, где точка измерения находится на удалении, электрически изолирована, труднодоступна или подвержена воздействию электромагнитных полей. Конструкцию датчика, длину оптоволокна и способ передачи сигнала можно выбирать с учетом условий эксплуатации конкретного объекта.
Решение по интеграции оборудования OEM
Производители оборудования могут интегрировать эту систему в шкафы, панели управления, устройства мониторинга или оборудование, изготовленное по индивидуальному заказу. Количество каналов, конструкция передатчика, выходной интерфейс и тип датчика можно выбирать в соответствии с конечной конструкцией оборудования.
Компоненты системы
| Компонент | Функция | Типичная установка |
|---|---|---|
| Оптический датчик температуры | Измеряет температуру в заданной точке | Контакт, обмотка, соединение шин, кабельный наконечник или место возникновения перегрева |
| Оптико-волоконный кабель | Обеспечивает передачу оптических сигналов между датчиком и передатчиком | Внутри шкафа, трансформатора, кабельного отсека или корпуса оборудования |
| Датчик температуры | Обрабатывает оптический сигнал и преобразует его в данные о температуре | Панель, шкаф, DIN-рейка, блок управления или корпус устройства OEM |
| Дисплейный блок | Отображает температуру в режиме реального времени и состояние сигнализации | Панель шкафа, панель локального оператора или интерфейс мониторинга |
| Выход сигнализации | Выдает предупреждающий или защитный сигнал | Управление охлаждением, сигнализационное реле, схема защиты или система оповещения в шкафу |
| Интерфейс связи | Передает данные во внешние системы мониторинга | ПЛК, SCADA, DCS, платформа мониторинга или локальная система сбора данных |
Технические характеристики
| Пункт спецификации | Стандартная / Дополнительная конфигурация |
|---|---|
| Название продукта | Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков |
| Тип измерения | Точечное оптическое измерение температуры |
| Диапазон температур | от -40 °C до +240 °C, более широкий диапазон настраивается индивидуально |
| Точность | Стандартная точность ±1 °C, возможность настройки более высокой точности |
| Резолюция | 0,1 °C |
| Количество каналов | От 1 до 64 каналов, настраиваемое количество |
| Тип датчика | Стандартные, компактные, для поверхностного монтажа, бронированные, с встроенной обмоткой или изготовленные по индивидуальному заказу |
| Тип волокна | Оптическое волокно из кварца |
| Длина волокна | Возможность настройки в соответствии с требованиями проекта |
| Диаметр зонда | Стандартный размер — 2,5 мм, размеры меньшего диаметра изготавливаются по индивидуальному заказу |
| Дополнительный высоковольтный зонд | В наличии имеется зонд класса 100 кВ |
| Источник питания | Переменный ток/переменное напряжение 220 В, другие варианты входного питания в зависимости от конфигурации устройства |
| Интерфейс связи | RS485, интерфейс связи Modbus |
| Аналоговый выход | Дополнительный выход 4–20 мА |
| Настройка передатчика | 1–8 каналов, 9–16 каналов или многоканальная конфигурация по индивидуальному заказу |
| Способ установки | Установка в панель, в шкаф, на DIN-рейку или в соответствии с требованиями конкретного проекта |
| Типичные области применения | Распределительные устройства, трансформаторы, шинопроводы, кабельные клеммы, блоки трансформаторов (RMU), газоизолированные системы (GIS), генераторы, электродвигатели и промышленное оборудование |
Параметры настройки передатчика
| Настройка | Подходящий сценарий | Основные направления применения |
|---|---|---|
| 1–8-канальный передатчик | Один шкаф, небольшое распределительное устройство, ограниченное количество точек измерения | Компактная система мониторинга и простая установка на панель |
| 9–16-канальный передатчик | Трансформатор, группа распределительных устройств, блок трансформатора с выводными устройствами (RMU) или оборудование средней мощности | Многоточечный мониторинг температуры |
| Многомодульная система | Группа крупного оборудования, многошафовая система или проект на уровне завода | Расширяемая сеть мониторинга |
| Прибор отображения | Передняя панель шкафа или локальный интерфейс оператора | Отображение данных в режиме реального времени и управление сигналами тревоги |
| Модуль OEM | Производитель оборудования или комплексный продукт для мониторинга | Встроенная функция оптического измерения температуры |
Подбор решений по типу оборудования
| Тип оборудования | Рекомендуемое положение датчика | Рекомендуемые параметры настройки |
|---|---|---|
| Распределительные устройства среднего напряжения | Контакты, соединения шин, кабельные клеммы | Компактные датчики, локальный дисплей, выход сигнала тревоги |
| Масляный трансформатор | Зона намотки, зона внутренней опоры, зона вывода | Изолированный датчик, конструкция, совместимая с маслом, многоточечный мониторинг |
| Трансформатор сухого типа | Зона перегрева катушки, поверхность обмотки, внутренняя точка нагрева | Зонд с встроенной обмоткой и шкафный передатчик |
| Система шин | Соединение медных стержней, болтовое соединение, высокотоковый контакт | Установка датчика для поверхностного монтажа и настройка пороговых значений сигнализации |
| Отсек для кабельных клемм | Кабельная головка, разъем, точка подключения | Компактный зонд и прокладка оптоволокна в ограниченном пространстве |
| Генератор или двигатель | Статор, обмотка, выбранное положение «горячей точки» | Выход для измерений, устойчивых к электромагнитным помехам, и дистанционного мониторинга |
| Промышленное оборудование | Изолированная точка, зона нагрева, удаленная горячая точка | Индивидуальная интеграция датчиков и систем связи |
Архитектура системы
Чувствительный слой
Датчиковый слой включает в себя оптические датчики температуры, установленные в критических точках. Конструкция датчиков подбирается с учетом типа оборудования, места установки и точек повышенного теплового риска.
Уровень передачи данных
Оптическое волокно соединяет точку измерения и датчик. Оно позволяет обеспечить электрическую изоляцию точки измерения, при этом датчик устанавливается в доступном месте.
Обрабатывающий слой
Передатчик обрабатывает сигналы температуры, управляет данными каналов и выдает сигналы тревоги или обеспечивает выходные данные для связи в соответствии с конфигурацией системы.
Выходной слой
Система может обеспечивать локальное отображение данных, релейную сигнализацию, аналоговый выход или цифровую связь для различных архитектур мониторинга.
Уровень интеграции
Данные о температуре могут передаваться на дисплеи шкафов, ПЛК, системы SCADA, системы DCS или системы мониторинга оборудования более высокого уровня в зависимости от проекта.
Основные преимущества системы
Широкий спектр применения
Одна системная платформа может быть адаптирована для распределения электроэнергии, мониторинга трансформаторов, вращающегося оборудования, кабельных систем и контроля температуры в промышленных условиях.
Подходит для использования в условиях высокого напряжения
Оптические датчики позволяют измерять температуру в местах, где для установки электрических датчиков может потребоваться сложная конструкция изоляции.
Высокая устойчивость к электромагнитным помехам
Оптический тракт сигнала подходит для использования на подстанциях, в шкафах, на трансформаторах, генераторах и в других условиях с сильными электромагнитными полями.
Гибкая настройка каналов
Систему можно настроить как для небольшого числа точек измерения, так и для более крупных проектов многоточечного мониторинга.
Выбор датчиков на основе проекта
Различные конструкции датчиков могут использоваться в сочетании с разным оборудованием, в том числе датчики для поверхностного монтажа, компактные датчики, бронированные датчики и датчики, устанавливаемые на обмотке.
Простая интеграция данных
Система может обеспечивать выводы сигналов тревоги и связи для локального мониторинга, удаленного мониторинга и защиты оборудования.
Как выбрать подходящую систему измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков
Укажите отрасль и оборудование
Определите, используется ли система для распределения электроэнергии, производства трансформаторов, мониторинга подстанций, промышленного оборудования, вращающихся механизмов или интеграции в системы OEM.
Подтвердите точки измерения
Определите количество и расположение точек измерения, таких как контакты, обмотки, соединения шин, кабельные головки или «горячие точки» оборудования.
Подтвердить тип датчика
Выберите конструкцию датчика с учетом требований к механической защите, изоляции, монтажного пространства и способа соединения.
Подтвердить количество каналов
Выберите конфигурацию передатчика с учетом количества точек измерения температуры и будущих потребностей в расширении системы.
Подтвердить требования к выводу данных
Определите, требуется ли для данного проекта локальный дисплей, выход сигнала тревоги, аналоговый сигнал, интерфейс RS485 Modbus или подключение к платформе мониторинга.
Подтвердите способ установки
Уточните, будет ли датчик устанавливаться на панели, внутри шкафа, на DIN-рейке или внутри корпуса устройства OEM.
Рекомендуемая информация для выбора системы
| Обязательные данные | Пример |
|---|---|
| Промышленность | Распределение электроэнергии, трансформаторы, генераторы, промышленное оборудование, интеграция с оборудованием OEM |
| Тип оборудования | Распределительное устройство, трансформатор, шина, кабельный разъем, блок RMU, газоизолированная система (GIS), генератор или двигатель |
| Точка измерения | Контакт, обмотка, соединение шин, кабельная головка, вилка, статор или точка перегрева на поверхности |
| Количество баллов | Одноточечный, 3-точечный, 6-точечный, 9-точечный, 16-точечный или индивидуальный |
| Конструкция зонда | Стандартные, компактные, для поверхностного монтажа, бронированные, с встроенной обмоткой или изготовленные по индивидуальному заказу |
| Расположение передатчика | Панель, шкаф, блок управления, оборудовательное помещение или корпус устройства OEM |
| Требования к результатам | Дисплей, релейная сигнализация, интерфейс RS485 Modbus, 4–20 мА или подключение к платформе мониторинга |
| Условия эксплуатации | Высокое напряжение, сильные электромагнитные помехи, масляная среда, тесный шкаф или промышленная площадка |
Часто задаваемые вопросы
Что такое оптоволоконная система измерения температуры?
Это система контроля температуры, в которой с помощью оптических датчиков и передатчика осуществляется измерение температуры в одной или нескольких точках на электрооборудовании или промышленном оборудовании.
Где можно использовать эту систему?
Его можно использовать в распределительных устройствах, трансформаторах, шинах, кабельных клеммах, кольцевых распределительных устройствах, шкафах с газовой изоляцией, генераторах, электродвигателях и промышленном оборудовании.
В чём заключается разница между системой и датчиком?
Датчик-зонд производит измерение в заданной точке. Система включает в себя зонды, передатчик, выходной интерфейс, функцию сигнализации и средства интеграции с системами связи.
Поддерживает ли система многоточечный мониторинг?
Да. Систему можно настроить с использованием различных каналов передатчика в зависимости от количества точек измерения.
Можно ли использовать зонды разных типов в одном проекте?
Да. В рамках одного проекта для разных точек измерения можно выбирать различные конструкции датчиков.
Подходит ли эта система для высоковольтных шкафов?
Да. Оптический метод измерения температуры подходит для высоковольтных шкафов, поскольку точка измерения может оставаться электрически изолированной.
Можно ли его использовать для мониторинга трансформаторов?
Да. Устройство можно настроить для контроля обмоток сухих трансформаторов, внутренних зон повышенной температуры в масляных трансформаторах, а также температуры обмоток трансформаторов.
Можно ли подключить его к системе SCADA или ПЛК?
Да. При правильной настройке каналов связи данные о температуре можно передавать в системы SCADA, ПЛК, DCS или другие системы мониторинга.
Может ли он выдавать сигнал тревоги?
Да. Выход сигнализации можно настроить в соответствии с требованиями устройства мониторинга и проекта.
Какая информация необходима перед выбором?
Как правило, необходимо указать тип оборудования, количество точек измерения, конструкцию датчика, место установки преобразователя, требования к выходу и условия эксплуатации.
Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков для промышленного и энергетического оборудования
Оптико-волоконная система измерения температуры обеспечивает многоточечный мониторинг температуры в системах распределения электроэнергии, трансформаторах, шинопроводах, кабельных разъемах, генераторах, двигателях и промышленном оборудовании. Благодаря гибкому выбору датчиков, настройке каналов, выводу сигналов тревоги и интеграции средств связи система подходит для проектов, требующих получения стабильных данных о температуре в точках измерения, расположенных в условиях высокого напряжения, в зонах, чувствительных к электромагнитным помехам, или в труднодоступных местах.
