一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统及方法，该系统包括全密封开关柜，设置在全密封开关柜内部的荧光光纤传感器和非本征型光纤法帕传感器(简称光纤EFPI传感器)，以及设置在全密封开关柜外部的温度传感解调装置、超声波局放解调装置、数据服务器和后台显示；温度传感解调装置接收荧光光纤传感器采集的荧光信号并进行解调，实现温度测量；超声波局放解调装置接收非本征型光纤法帕传感器采集的光强信号并进行解调，实现局放超声波信号的测量；数据服务器进行综合处理和存储，并进行预警；后台显示进行相关历史数据、实时数据查看。该系统能同时实现封闭开关柜内部测温和局放监测，安全准确，不影响开关柜的设计结构参数。计结构参数。计结构参数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统及方法


[0001]本专利技术属于全密封开关柜监测系统
，具体涉及一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电力产业的发展，电网的规模日益增大。其中，开关柜作为电力系统的重要单元，已经成为了使用数量最多、范围最广的电力开关设备。为了保证电力系统的安全运行，要求可能早的发现开关柜的故障或隐患，当前最有效的技术是对电力设备的相关数据进行监测。
[0003]开关柜工作异常往往会导致温度的异常变化，而局部放电是开关柜设备绝缘故障的先兆和主要的表现形式。对开关柜进行温度监测和局部放电监测有利于了解设备运行情况，从而及时发现并第一时间处理设备隐患。目前，只能通过手持仪器对开关柜表面温度及局放进行监测，无有效手段对全密封开关柜六氟化硫气箱内部温度及局放进行监测。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统及方法。
[0005]技术方案：为达到上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，包括全密封开关柜，设置在全密封开关柜内部的荧光光纤传感器和非本征型光纤法帕传感器(简称光纤EFPI传感器)，以及设置在全密封开关柜外部的温度传感解调装置、超声波局放解调装置、数据服务器和后台显示；
[0007]所述荧光光纤传感器能够将外界的温度变化转化为荧光信号，温度传感解调装置接收荧光光纤传感器采集的荧光信号并进行解调，实现温度测量；
[0008]所述非本征型光纤法帕传感器能够将外界的局放超声信号转化为光强信号，超声波局放解调装置接收非本征型光纤法帕传感器采集的光强信号并进行解调，实现局放超声波信号的测量；
[0009]所述数据服务器将上述数据解调结果汇集，进行综合处理和存储，并根据阈值范围进行预警；后台显示通过操作软件，进行相关历史数据、实时数据查看。
[0010]作为优选或者具体实施方案：
[0011]所述荧光光纤传感器安装在全密封开关柜断路器铜排搭处，非本征型光纤法帕传感器安装在全密封开关柜断路器绝缘外壳处。
[0012]所述温度传感解调装置和超声波局放解调装置安装于二次仪表室内，分别通过从全密封开关柜箱体穿出的光纤与荧光光纤传感器和非本征型光纤法帕传感器连接；优选的，所述全密封开关柜箱体的光纤穿出部位采用树脂绝缘密封盖进行密封。
[0013]所述数据服务器和后台显示安装于电力监控机房，与温度传感解调装置和超声波
局放解调装置通过LORA无线通讯方式连接。
[0014]所述荧光光纤传感器包括光纤、聚酰亚胺、高温硅基光学胶、荧光粉，所述荧光粉通过高温硅基光学胶粘接在光纤端面，并且光纤本体采用聚酰亚胺涂覆。
[0015]所述非本征型光纤法帕传感器包括光纤纤芯、光纤包层、聚合物膜片、F
‑
P谐振腔体和光纤端面，所述光纤纤芯外部包裹光纤包层，光纤包层的端面向外延伸，并且连接聚合物膜片，光纤端面与聚合物膜片的中间形成F
‑
P谐振腔体。
[0016]本专利技术还提供了一种基于光纤传感的全密封开关柜监测方法，包括在全密封开关柜内部设置荧光光纤传感器和非本征型光纤法帕传感器，外部设置温度传感解调装置、超声波局放解调装置、数据服务器和后台显示，监测方法包括以下步骤：
[0017](1)荧光光纤传感器将外界的温度变化转化为荧光信号，温度传感解调装置接收荧光光纤传感器采集的荧光信号并进行解调，实现温度测量；
[0018](2)非本征型光纤法帕传感器将外界的局放超声信号转化为光强信号，超声波局放解调装置接收非本征型光纤法帕传感器采集的光强信号并进行解调，实现局放超声波信号的测量；
[0019](3)数据服务器将上述数据解调结果汇集，进行综合处理和存储，并根据阈值范围进行预警；后台显示通过操作软件，进行相关历史数据、实时数据查看。
[0020]作为优选或者具体实施方案：
[0021]所述荧光光纤传感器感受封闭开关柜内部母排、断路器触头、母排搭接面的温度并转化为荧光信号；所述非本征型光纤法帕传感器感受封闭开关柜内部绝缘套管、绝缘安装件的局放超声信号并转化为光强信号。
[0022]所述温度传感解调装置将采集的荧光信号，通过拉曼散射原理实现温度测量。
[0023]所述超声波局放解调装置将采集的光强信号经光电转换器转换成电信号后，在终端输出。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，通过荧光光纤对封闭开关柜内部母排温度、断路器触头、母排搭接面等部件进行温度监测，充分利用了拉曼散射原理，无论在距离长度、监测范围、精确定位等方面均有极大提升，并且将光信号作为传输信号，克服了传统测温在易燃易爆、强电磁干扰等环境下无法正常工作的缺点，同时也实现了封闭开关柜内部测温；此外，通过光纤EFPI传感器对开关柜内部绝缘套管、绝缘安装件等部件进行局放监测，实现了封闭开关柜内部局放监测。光纤是非金属材料，不导电，绝缘性能好。不会因光纤传感安装，影响开关柜的设计结构参数。
附图说明
[0025]图1为本专利技术监测系统结构框图
[0026]图2为本专利技术监测系统安装结构图。
[0027]图3为本专利技术监测系统中荧光光纤传感器结构图。
[0028]图4为本专利技术监测系统中光纤EFPI传感器结构图。
具体实施方式
[0029]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实
施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业的常规条件。本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030]实施例1
[0031]一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，如图1所示，包括全密封开关柜1，设置在全密封开关柜1内部的荧光光纤传感器2和光纤EFPI传感器3，以及设置在全密封开关柜1外部的温度传感解调装置4、超声波局放解调装置5、数据服务器和后台显示；
[0032]荧光光纤传感器2能够将外界的温度变化转化为荧光信号，温度传感解调装置4接收荧光光纤传感器2采集的荧光信号并进行解调，实现温度测量；
[0033]非本征型光纤法帕传感器3能够将外界的局放超声信号转化为光强信号，超声波局放解调装置5接收非本征型光纤法帕传感器3采集的光强信号并进行解调，实现局放超声波信号的测量；
[0034]数据服务器将上述数据解调结果汇集，进行综合处理和存储，并根据阈值范围进行预警；后台显示通过操作软件，进行相关历史数据、实时数据查看。
[0035]如图2所示，荧光光纤传感器2安装在全密封开关柜1断路器铜排搭处，非本征型光纤法帕传感器3安装在全密封开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，其特征在于，包括全密封开关柜(1)，设置在全密封开关柜(1)内部的荧光光纤传感器(2)和非本征型光纤法帕传感器(3)，以及设置在全密封开关柜(1)外部的温度传感解调装置(4)、超声波局放解调装置(5)、数据服务器和后台显示；所述荧光光纤传感器(2)能够将外界的温度变化转化为荧光信号，温度传感解调装置(4)接收荧光光纤传感器(2)采集的荧光信号并进行解调，实现温度测量；所述非本征型光纤法帕传感器(3)能够将外界的局放超声信号转化为光强信号，超声波局放解调装置(5)接收非本征型光纤法帕传感器(3)采集的光强信号并进行解调，实现局放超声波信号的测量；所述数据服务器将上述数据解调结果汇集，进行综合处理和存储，并根据阈值范围进行预警；后台显示通过操作软件，进行相关历史数据、实时数据查看。2.根据权利要求1所述的基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，其特征在于，所述荧光光纤传感器(2)安装在全密封开关柜(1)断路器铜排搭处，非本征型光纤法帕传感器(3)安装在全密封开关柜(1)断路器绝缘外壳处。3.根据权利要求1所述的基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，其特征在于，所述温度传感解调装置(4)和超声波局放解调装置(5)安装于二次仪表室(6)内，分别通过从全密封开关柜(1)箱体穿出的光纤与荧光光纤传感器(2)和非本征型光纤法帕传感器(3)连接；优选的，所述全密封开关柜(1)箱体的光纤穿出部位采用树脂绝缘密封盖(7)进行密封。4.根据权利要求1所述的基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，其特征在于，所述数据服务器和后台显示安装于电力监控机房，与温度传感解调装置(4)和超声波局放解调装置(5)通过LORA无线通讯方式连接。5.根据权利要求1所述的基于光纤传感的全密封开关柜监测系统，其特征在于，所述荧光光纤传感器(2)包括光纤(201)、聚酰亚胺(202)、高温硅基光学胶(203)、荧光粉(204)，所述荧光粉(204)通过高温硅基光学胶(203)粘接在光纤(201)端面，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乐，严安业，温富景，
申请(专利权)人：南京白云瑞来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：