光纤光栅传感器在高压开关柜温度监测中的应用

祁欣+王金帅+王恺笛

摘 要：鉴于高压开关柜高电压、强磁场的工作环境，本文提出了采用光纤光栅传感器监测开关触头温度的方案，并给出了温度监测系统的整体结构以及各部分的功能。针对裸光栅温度灵敏度系数低且易受交叉应力影响的问题，在光栅传感原理的基础上，设计了一种增敏型封装保护的光纤光栅温度传感器。经研究分析，增敏封装之后的传感器较裸光栅传感器，其温度灵敏系数提高了近7倍，并且将外界应力的影响降到了最低，具有一定的工程实际意义。

关键词：高压开关柜；光纤光栅；温度监测；增敏封装

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.241

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随着我国电网容量的不断增大，电压等级不断升高，保证电网供电可靠性显得越来越重要。高压开关柜作为电力系统中开合电力线路、倒换输送电力负荷、退出设备故障的关键装置，其工作可靠性与开关触头的工作状态密切相关[1]。高压开关柜长期在高电压、大电流状态下运行时，其内部的开关触头常会因老化、松动和接触电阻过大而引起局部发热严重[2]，如若发现不及时，往往容易导致火灾，造成大面积停电事故。因此，对全封闭的高压开关柜进行实时温度监测，并实现预报警，排除隐患是避免重大电力事故发生的有效措施，对保证供电的安全可靠性具有重要意义。同时，高压开关触头温度在线监测也是电力工业安全运行的重大课题之一。

由于开关柜内的开关触头是处在高电压、强磁场的环境当中，所以传统的测温方法如热电阻测温、热电偶测温、红外线测温[3，7]无法满足实际的监测要求。……