拉曼光时域反射仪在多元电力设备中的应用探究

在多元电力设备中,温度的实时监测对于设备的性能安全至关重要。提出将拉曼光时域反射仪引入到多元电力设备温度的监测中,分析了拉曼光时域反射仪的发展历史和工作原理。结合拉曼光时域反射仪在多元电力设备中的应用场景,分析了拉曼光时域反射仪在测温时的感温上限和空间分辨率的问题,并分别对这2个问题的解决方案进行了探讨,探究的结果有助于拉曼光时域反射仪在多元电力设备测温应用中的有效使用。

光纤复合型110 kV油纸套管研制及内部温度分布特性

油纸电容式套管是油浸式变压器的重要部件,为实现套管内部温度监测,提出将单模光纤和多模光纤并行缠绕于电容芯子外侧,利用布里渊光时域分析和拉曼光时域反射光纤传感技术对其进行全时空温度监测的设计方案。利用有限元仿真计算得到布设光纤前后套管局部场强变化幅度较小,由0.673 kV/mm改变为0.752 kV/mm;同时对光纤进行了热老化试验,验证了方案的可行性,并研制出1根光纤复合型110 kV油纸套管。在施加电压为126 kV时,套管局部放电量为5.03 pC,局部放电试验结果满足国标要求。通过温升试验测量得到套管温度数据并进行了温度场仿真研究,实测数据表明套管表面轴向温差达到45.2℃,而内侧芯子轴向温差仅为6.7℃,结合仿真结果推理得到套管内部存在上、下油循环且油流方向相反。该套管的研制可为油纸电容式套管的状态监测提供新的思路与参考。

冻土瞬态温度场的分布式光纤监测方法及应用

基于拉曼光时域反射计(ROTDR)技术,提出了冻土瞬态温度场的分布式光纤监测方法。应用该方法对初始含水率分别为20%,40%与60%的下蜀土试样在一个冻融循环内的瞬态温度场进行了实时监测;获得了监测数据的时空矩阵;提取出未冻土、正冻土、正融土与融土瞬态温度场的多项形态分布,包括局部形态分布、负温边界形态分布、既定位置形态分布以及既定时刻形态分布等;识别出环境负温骤升行为对冻土瞬态温度场形态分布的扰动特征;表明了传感光纤护套对其温度响应具有延迟效应。试验结果还表明:正冻土温度变化速率与其初始含水率间存在反相关性,而正融土温度变化速率与其初始含水率间无单调相关性。

内置分布式光纤传感的35 kV油浸式变压器研制

为解决变压器内精确测温需求,利用分布式传感光纤对变压器内部绕组、铁芯等处进行了布设并可满足变压器内部绝缘要求。在此基础上,采用单模光纤与多模光纤平行绕制的方案,利用布里渊扫频分析实时监测光纤在绕制时应变变化量,成功研制了一台内置分布式传感光纤的35 kV油浸自冷式变压器样机并顺利通过出厂型式试验。在温升试验中测定了变压器内部温度分布并提出了对IEC标准模型的三段线性修正模型(高低压绕组热点分别出现在了绕组高度90%与80%位置处)以及热点温度计算的通用公式。该技术可为指导变压器精细化经济运行提供参考。