一种基于阵列式光纤传感器的MOA内部温度监测装置的制作方法

一种基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及金属氧化物避雷器（metal oxide surge-arrester，moa）测温技术领域，尤其是一种基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置。


背景技术：

2.测温技术在电力设备技术监督中，红外测温具有不接触测温点、便携等特点，在变电设备运维工作中应用最为广泛。光纤光栅传感器集测量和传输于一体，采用光波的形式进行测量和传输，具备体积小、防腐蚀、免疫电磁干扰、灵敏度高、可实现分布式等优点，近年来不断应用在复杂温度、电磁场的测量环境中。
3.电压致热型故障，热点温度不高、温升不明显、温差较小，例如金属氧化物避雷器，按照温差超过0.5-1℃（或0.5-1k）则表明设备内部存在严重故障。从原理上看，避雷器内部发生故障时产生的热量，通过多种传导介质（金属、固体绝缘、气体等）经过复杂的热传导、对流和辐射，故障热量都会有散失。若检测或处理不及时，遇上直击雷或感应雷造成的外部过电压，以及暂态过电压、操作过电压或谐振过电压等内部过电压的侵害，moa就会发生“热崩溃”，轻则导致非计划停电，重则可能发生爆炸等严重影响人身安全与设备安全的事故。
4.传统的moa测温技术主要是以红外成像为主的外部测温方式，存在以下问题：
5.（1）当moa内部故障热量不大或散失较严重时，无法通过外部测温发现内部故障。
6.（2）外部测温测到的温度与热障点温度有明显的误差，且由于复杂的热传导、对流和辐射，无法进行有效的修正。
7.（3）moa热故障分为整体发热与局部发热，其中局部发热受限于仪器精度、人员测量技术、风速、背景温度干扰等影响，检出难度较大。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足，提供了提供一种更便捷、更及时、更准确的基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置。
9.本实用新型采用的技术方案为：一种基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，包括moa，在所述moa内部有环氧树脂绝缘筒壁，将光纤传感器组按照阵列式排列方式固定在moa内部环氧树脂绝缘筒壁上，moa的下部设有法兰盖板，所述光纤传感器组连接的传感器尾纤依次连接信号解调器、光电转换器光、综合处理单元。
10.进一步地，所述光电转换器为两个，两个电转换器之间由光缆连接。
11.进一步地，所述光纤传感器组通过环氧树脂粘合在moa内部环氧树脂绝缘筒上。
12.进一步地，所述的阵列式排列方是在环氧树脂绝缘筒外壁上画出三条与轴心平行的等距离直线，在直线上以25-60mm为距离安装传感器。
13.进一步地，所述的法兰盖板有一个传感器尾纤贯穿孔。
14.本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型与现有避雷器外部测温技术相比，能够更便捷、更及时、更准确检测到
moa内部的异常温升，通过阵列式光纤传感器组还能实现局部发热故障的热点定位，实时在线监测moa的内部状态。
16.（1）解决了moa内部故障热量不大或散失较严重时，无法通过外部测温发现内部故障的问题。本实用新型能够更便捷、更及时、更准确检测到moa内部的异常温升故障，故障检出率高。
17.（2）本实用新型测到的故障热点温度，比经过复杂的热传导、对流和辐射后moa外表测温更精确，对设备健康状态的掌握更准确。
18.（3）对于moa局部发热，本实用新型故障检出率高，且能够实现故障点定位。
附图说明
19.图1为本实用新型的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型阵列式光纤传感器组安装示意图。
21.图1-2中，1—moa，2—环氧树脂绝缘筒，3—光纤传感器组，4—传感器尾纤，5—法兰盖板，6—信号解调器，7—光电转换器，8—光缆，9—综合处理单元。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，本实用新型的一种基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，包括moa1，在所述moa内部有环氧树脂绝缘筒壁2，将光纤传感器组3按照阵列式排列方式固定在moa内部环氧树脂绝缘筒壁上，moa的下部设有法兰盖板5；所述光纤传感器组3连接的传感器尾纤4依次连接信号解调器6、光电转换器光7、综合处理单元9。所述光电转换器7为两个，两个电转换器之间由光缆8连接。
24.优选的，所述光纤传感器组3通过环氧树脂粘合在moa内部环氧树脂绝缘筒2上。而环氧树脂绝缘筒2位于moa瓷外套和氧化锌阀片中间，能够及时有效地反映moa内部所有部件发热情况。
25.优选的，所述的阵列式排列方是在环氧树脂绝缘筒外壁上画出三条与轴心平行的等距离直线，在直线上以25-60mm为距离安装传感器，如图2所示。
26.优选的，所述的法兰盖板5有一个传感器尾纤贯穿孔，同时不改变moa的原有结构与密封性要求，实现测试信号由传感器尾纤4通过定制moa法兰盖板5传输到moa外部的信号解调器6。
27.所述信号解调器6是将传感器检测到的光信号进行解调，按照光纤光栅测温原理及计算公式，输出测温结果。
28.所述光电转换器7，是从开关场将信号解调器输出测温结果先转换为光信号，通过光缆8高保真地传输到变电站主控室或保护间，再经过光电转换器8把光信号转换为电信号。
29.所述综合处理单元9是位于变电站主控室或保护间的在线监测处理装置，具有数
据存储、数据分析、故障诊断、风险预警等功能，综合处理后的信息通过变电站通信网上传到各个应用层，比如设备状态监控平台、预警短信平台等。
30.本实用新型的具体实施应用例：
31.1、阵列式光纤传感器组的每一个传感器有一个独立的编号，每一个测试点、传感器编号、测试温度一一对应。
32.2、通过阵列式光纤传感器组实时监测moa内部温度，当一个或多个测试点的温度异常增大时，综合处理单元会自动对比各测试点的温差，与其他相次避雷器的温差。
33.3、当温升或温差错过预警值时，系统会发出预警短信，相关管理人员第一时间收到异常设备的具体信息。
34.4、对于局部发热故障，综合处理单元会按照幅值定位法，通过比对各个传感器之间的温度，会将故障点缩小范围到温度最高的传感器安装点。
35.上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。


技术特征：
1.一种基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，包括moa，其特征在于：在所述moa内部有环氧树脂绝缘筒壁，将光纤传感器组按照阵列式排列方式固定在moa内部环氧树脂绝缘筒壁上，moa的下部设有法兰盖板，所述光纤传感器组连接的传感器尾纤依次连接信号解调器、光电转换器光、综合处理单元。2.根据权利要求1所述的基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，其特征在于：所述光电转换器为两个，两个电转换器之间由光缆连接。3.据权利要求1所述的基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，其特征在于：所述光纤传感器组通过环氧树脂粘合在moa内部环氧树脂绝缘筒上。4.据权利要求1所述的基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，其特征在于：所述的阵列式排列方是在环氧树脂绝缘筒外壁上画出三条与轴心平行的等距离直线，在直线上以25-60mm为距离安装传感器。5.据权利要求1所述的基于阵列式光纤传感器的moa内部温度监测装置，其特征在于：所述的法兰盖板有一个传感器尾纤贯穿孔。

技术总结
一种基于阵列式光纤传感器的MOA内部温度监测装置，包括MOA，在所述MOA内部有环氧树脂绝缘筒壁，将光纤传感器组按照阵列式排列方式固定在MOA内部环氧树脂绝缘筒壁上，MOA的下部设有法兰盖板，所述光纤传感器组连接的传感器尾纤依次连接信号解调器、光电转换器光、综合处理单元。本实用新型能够更便捷、更及时、更准确检测到MOA内部的异常温升，通过阵列式光纤传感器组还能实现局部发热故障的热点定位，实时在线监测MOA的内部状态。时在线监测MOA的内部状态。时在线监测MOA的内部状态。


技术研发人员：韦瑞峰 王清波 路智欣 赵荣普 冉玉琦 邹璟 方勇 代正元 段永生 陈永琴 周涛 张诣 吴尉民
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司昆明供电局
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/5/16