Что такое оптоволоконный датчик температуры с полиимидным покрытием?
A оптический датчик температуры с полиимидным покрытием — это оптический датчик температуры, предназначенный для измерения температуры в горячих точках обмоток трансформаторов. Флуоресцентный измерительный наконечник соединен с кварцевым оптическим волокном и защищен полиимидной изоляционной оболочкой, что позволяет устанавливать его внутри масляных трансформаторов.
По сравнению с обычными волоконно-оптическими датчиками температуры конструкция с полиимидным покрытием отличается меньшей толщиной, большей гибкостью и лучшей пригодностью для монтажа в обмотках. Её можно прокладывать вблизи обмоток трансформатора, распорок, внутренних опорных конструкций или других точек повышенного нагрева в процессе изготовления или технического обслуживания трансформатора.
Зачем использовать полиимидную защиту в обмотках трансформатора?
Внутренние узлы масляных трансформаторов требуют использования материалов, способных выдерживать воздействие высокой температуры, трансформаторного масла, высокого напряжения и длительных нагрузок на изоляцию. Полиимид применяется в качестве защитного и изоляционного материала, поскольку он обеспечивает гибкость монтажа, компактную прокладку проводов и стабильную работу в точках измерения температуры обмоток.
Основные области применения
Данный продукт подходит для измерения температуры обмоток масляных трансформаторов, мониторинга горячих точек в обмотках, оптического измерения температуры внутри трансформатора, а также для встроенных систем мониторинга температуры в высоковольтных системах.
Принцип оптического измерения с использованием флуоресценции, основанный на сроке службы
Чувствительный наконечник содержит термочувствительный флуоресцентный материал. Когда контрольное устройство посылает возбуждающий свет по оптическому волокну, флуоресцентный материал излучает сигнал послесвечения. Время затухания этого послесвечения изменяется в зависимости от температуры, и контрольное устройство рассчитывает температуру по значению этого времени.
Оптическое возбуждение
Свет возбуждения проходит через кварцевое оптическое волокно к флуоресцентному датчику, установленному внутри трансформатора.
Возврат сигнала послесвечения
Флуоресцентный материал после возбуждения излучает обратный оптический сигнал, который передается обратно по волокну.
Пожизненное обнаружение
Устройство мониторинга измеряет время затухания флуоресценции, а не опирается исключительно на интенсивность отраженного света.
Расчет температуры
Время распада преобразуется в значение температуры с помощью калибровочных данных, что позволяет осуществлять точечное измерение температуры горячих точек.
Почему используется измерение срока службы
На измерения, основанные на времени жизни, в меньшей степени влияют колебания оптической мощности, потери в разъемах, изгиб волокна и старение источника света. Благодаря этому данный метод подходит для встроенного мониторинга трансформаторов, где важна долгосрочная стабильность сигнала.
Основные преимущества при использовании в масляных трансформаторах
Защита с полиимидной изоляцией
Защитный слой из полиимида обеспечивает электрическую изоляцию и гибкую механическую защиту в местах монтажа, связанных с обмоткой.
Совместимость с средой, содержащей масло
Конструкция датчика подходит для применения в среде трансформаторного масла, где важны долгосрочная стабильность материалов и совместимость с изоляцией.
Монтаж гибкой обмотки
Защищенное оптическое волокно можно проложить вдоль извилистых конструкций, распорок или внутренних опорных точек без использования электропроводки для передачи сигнала в точке измерения.
Прямое измерение точки доступа
Датчик можно разместить рядом с предполагаемым местоположением «горячей точки», что позволяет измерить температуру обмотки более непосредственно, чем при внешнем измерении температуры масла.
Высоковольтная оптическая изоляция
Точка измерения является оптической и электрически изолированной, что способствует снижению электрических помех и риска поражения электрическим током внутри конструкций высоковольтных трансформаторов.
Долгосрочный встроенный мониторинг
Датчик предназначен для применения в условиях, когда зонд устанавливается внутри трансформатора и должен работать в непрерывном режиме в течение длительного срока службы.
Технические характеристики
| Пункт спецификации | Стандартная / Дополнительная конфигурация |
|---|---|
| Название продукта | Оптический датчик температуры с полиимидным покрытием |
| Заявка | Измерение точек перегрева в обмотках масляных трансформаторов |
| Принцип измерения | Измерение температуры по времени затухания флуоресценции |
| Тип датчика | Точечный оптический датчик температуры |
| Диапазон температур | от -40 °C до +260 °C |
| Точность | от ±0,5 °C до ±1 °C |
| Резолюция | 0,1 °C |
| Время отклика | Менее 1 секунды |
| Диаметр зонда | от 2 мм до 3 мм, настраиваемый |
| Длина волокна | от 0 м до 80 м, настраиваемый |
| Тип волокна | Оптическое волокно из кварца |
| Защитный материал | Изоляционная конструкция с полиимидной защитной оболочкой |
| Тип монтажа | Установка на намотке, встраивание, прокладка вдоль распорки или по индивидуальному заказу |
| Электрическая изоляция | Электроизолированная точка оптического зондирования |
| Высоковольтная стойкость | При напряжении свыше 100 кВ, в зависимости от конструкции изоляции и состояния установки |
| Нефтяная отрасль | Подходит для использования в масляных трансформаторах |
| Защита от электромагнитных помех | Подходит для использования в условиях сильных электромагнитных помех |
| Срок службы | Более 25 лет при надлежащих условиях эксплуатации |
| Совместимое устройство | Одноканальное или многоканальное волоконно-оптическое устройство контроля температуры |
| Настройка | Диаметр зонда, длина волокна, чувствительный наконечник, защитная конструкция и способ крепления |
Структура продукта
Флуоресцентный датчик
Измерительный наконечник устанавливается в точке максимальной температуры и используется для непосредственного точечного измерения температуры.
Оптическое волокно из кварца
Кварцевое оптическое волокно обеспечивает передачу возбуждающего света и обратных флуоресцентных сигналов между чувствительным наконечником и контрольным устройством.
Защитный слой из полиимида
Защитная конструкция из полиимида обеспечивает изоляцию, гибкость и механическую защиту при монтаже обмотки трансформатора.
Отдел внутренней маршрутизации
Защищенный оптоволоконный кабель может прокладываться вдоль извилистых конструкций, распорок или внутренних опорных точек в соответствии с конструкцией трансформатора.
Интерфейс устройства мониторинга
Датчик подключается к волоконно-оптическому устройству контроля температуры, которое обеспечивает возбуждение, регистрацию сигнала, расчет температуры и вывод результатов.
Датчик с полиимидным покрытием по сравнению с традиционным волоконно-оптическим датчиком температуры
Основное отличие заключается не в оптическом принципе измерения, а в конструкции защиты и способе монтажа. Датчики с полиимидной защитой оптимизированы для условий эксплуатации в обмотках трансформаторов, тогда как обычные датчики часто используются для измерения температуры поверхностей, внутри шкафов или температуры контактов.
| Позиция для сравнения | Оптический датчик температуры с полиимидным покрытием | Обычный волоконно-оптический датчик температуры |
|---|---|---|
| Основная цель | Измерение горячих точек трансформатора встроенного типа или с установленной обмоткой | Общие принципы измерения температуры в точке |
| Защитный материал | Защитная конструкция с полиимидной изоляцией | Зависит от материала корпуса, например, нержавеющая сталь, ПТФЭ, пластиковая втулка или бронированная трубка |
| Положение при установке | Обмотка трансформатора, область прокладки, положение внутренней зоны перегрева | Поверхность шкафа, контакт коммутационного устройства, соединение шин или общая точка оборудования |
| Гибкость | Подходит для компактной прокладки трассы и монтажа, связанного с намоткой | Зависит от корпуса датчика и его механической конструкции |
| Использование в масляной ванне | Предназначено для использования в средах с трансформаторным маслом | Требуется правильный выбор материала |
| В фокусе — теплоизоляция | Совместимость внутренней изоляции высоковольтных трансформаторов | Общая электрическая изоляция в зависимости от области применения |
| Логика отбора | Выберите систему мониторинга горячих точек обмоток масляных трансформаторов | Выбирайте для общих задач оптического измерения температуры |
Где внутри масляного трансформатора установлен датчик?
Зона повышенной активности
Датчик можно разместить рядом с предполагаемой зоной максимального нагрева обмотки, чтобы более точно измерить локальную температуру.
Расположение распорки или опоры
Защищенное волокно можно проложить вдоль распорных или опорных конструкций, чтобы обеспечить стабильное положение датчика во время работы трансформатора.
Зона конца намотки
Датчик можно установить в определённых конечных положениях обмотки в соответствии с конструкцией трансформатора и результатами теплового расчёта.
Точка контроля внутренней температуры
При разработке трансформаторов по индивидуальному заказу датчик можно разместить во внутренних точках, где температура масла сама по себе не может отразить фактическое состояние зоны перегрева.
Зачем напрямую измерять температуру «горячих точек» обмоток трансформатора?
Температура масла может отражать общее тепловое состояние трансформатора, однако она не всегда в полной мере отражает максимальную температуру внутри обмотки. Температура «горячих точек» обмотки тесно связана со старением изоляции, риском перегрузки и надежностью эксплуатации трансформатора.
Дополнительные данные о прямой термопечати
Встроенный оптический датчик температуры позволяет получать данные о температуре ближе к фактическому местоположению горячей точки.
Улучшенная поддержка управления нагрузкой
Данные о температуре обмоток могут служить основой для принятия решений о нагрузке трансформатора и выработки стратегий тепловой защиты.
Полезно для долгосрочного мониторинга активов
Непрерывное измерение внутренней температуры позволяет получать полезные данные для планирования технического обслуживания и оценки состояния трансформатора.
Параметры настройки
Диаметр зонда
Зонд можно настроить с учётом зазоров в обмотках, расположения распорок и компактных внутренних конструкций трансформатора.
Длина волокна
Длина волокна может быть рассчитана с учетом расстояния между внутренней точкой измерения и контрольным устройством.
Защитная конструкция
Конструкцию защиты можно адаптировать с учетом способа намотки, условий эксплуатации в масляной среде, требований к изоляции и механического маршрута прокладки.
Определение положения щупа
В зависимости от конструкции трансформатора измерительный наконечник можно настроить для встраиваемого размещения, поверхностного контакта или измерения внутренних «горячих точек».
Сопоставление устройств мониторинга
В зависимости от количества точек измерения датчик можно подключить к одноканальным или многоканальным волоконно-оптическим устройствам контроля температуры.
Как выбрать подходящий датчик
Подтвердить тип трансформатора
Уточните мощность трансформатора, конструкцию обмотки, а также то, устанавливается ли датчик в процессе производства или при техническом обслуживании.
Подтвердить положение точки доступа
Определите предполагаемое местоположение зоны повышенной температуры на основе конструкции трансформатора, тепловых расчетов или требований к мониторингу.
Подтвердите способ установки
Уточните, будет ли датчик встроен, проложен вдоль распорки, закреплён рядом с обмоткой или размещён в другом месте внутри устройства.
Подтвердить требования к теплоизоляции
Учитывайте уровень напряжения, расстояние изоляции, механическое давление и длительную эксплуатацию в масляной среде.
Подтвердить количество точек мониторинга
Количество точек измерения определяет необходимое количество каналов контрольного устройства.
Рекомендации по выбору датчика
| Обязательные данные | Пример |
|---|---|
| Тип трансформатора | Силовой трансформатор в масляной ванне, распределительный трансформатор или специальный трансформатор |
| Измерение положения | Точка нагрева обмотки, зона прокладки, конец обмотки или точка измерения внутренней температуры |
| Этап установки | Оценка заводской установки, установки в целях технического обслуживания или модернизации |
| Количество точек измерения | Один пункт или несколько пунктов |
| Механическая конструкция | Встроенные, проложенные, закрепленные рядом с обмоткой или изготовленные по индивидуальному заказу |
| Условия эксплуатации | Трансформаторное масло, высокое напряжение, внутреннее давление, длительная эксплуатация |
| Устройство мониторинга | Одноканальное или многоканальное волоконно-оптическое устройство контроля температуры |
Часто задаваемые вопросы
Что такое оптоволоконный датчик температуры с полиимидным покрытием?
Это флуоресцентный волоконно-оптический датчик температуры с изоляцией, защищённой полиимидом, предназначенный для измерения температуры в горячих точках обмоток трансформатора.
Почему для датчиков температуры обмотки трансформатора используется полиимид?
Полиимид подходит для изготовления гибких, изолирующих и масляных монтажных конструкций, устанавливаемых внутри обмоток трансформаторов.
Этот датчик предназначен для измерения температуры масла или температуры обмотки?
В основном он используется для измерения температуры в зонах нагрева обмотки, что отличается от обычного измерения температуры масла.
Можно ли установить датчик внутри масляного трансформатора?
Да. Датчик предназначен для использования внутри трансформаторов в тех случаях, когда конструкция и способ монтажа соответствуют конструкции трансформатора.
Как работает принцип времени жизни флуоресценции?
Чувствительный материал после оптического возбуждения излучает сигнал послесвечения, и температура рассчитывается по времени затухания этого сигнала.
Чем он отличается от обычного оптоволоконного датчика температуры?
Основное отличие заключается в конструкции с полиимидным защитным покрытием, оптимизированной для монтажа обмоток масляных трансформаторов.
Можно ли индивидуально настроить длину волокна и конструкцию зонда?
Да. Длина волокна, диаметр зонда, конструкция защитного кожуха и положение чувствительного наконечника могут быть адаптированы в соответствии с требованиями трансформатора.
Какое устройство мониторинга необходимо?
Датчик должен работать с волоконно-оптическим устройством контроля температуры, которое обеспечивает оптическое возбуждение, регистрацию сигнала и вывод данных о температуре.
Подходит ли он для долгосрочного мониторинга трансформатора?
Да. При правильном подборе и установке с учетом условий эксплуатации данное устройство предназначено для длительного встроенного мониторинга.
Какая информация необходима для отбора?
Как правило, необходимо указать тип трансформатора, местоположение «горячей точки», способ монтажа, требования к изоляции, количество измерительных точек и требования к контрольно-измерительным приборам.
Оптико-волоконный датчик температуры с полиимидным покрытием для мониторинга горячих точек в обмотках трансформаторов
Оптический датчик температуры с полиимидной защитой предназначен для измерения внутренней температуры в обмотках масляных трансформаторов. Благодаря принципу флуоресцентного измерения, основанному на сроке службы, конструкции с оптической изоляцией и гибкой полиимидной защите, он подходит для долгосрочного мониторинга горячих точек в условиях эксплуатации высоковольтных трансформаторов.
