現有的溫度監(jiān)測傳感器在應用于電力設備時面臨諸多技術挑戰(zhàn)，亟需克服以下幾方面的缺陷：高電壓承受能力不足：目前的主流溫度傳感器無法承受高電壓環(huán)境。這在電力設備中尤為關鍵，因為這些設備通常運行在高電壓條件下。如果傳感器無法適應這樣的環(huán)境，就不能有效地進行溫度監(jiān)測。電磁干擾問題：電力設備產生的強電磁場會對傳感器產生嚴重干擾，導致溫度數據無法連續(xù)、實時地傳輸。電磁干擾不僅影響數據的準確性，還可能導致傳感器無法正常工作。安裝環(huán)境要求高：現有傳感器對安裝環(huán)境有較高的要求。過遠或過近的安裝位置都會影響傳感器的測溫效果。例如，過遠會導致信號衰減，過近又受限于安裝尺寸的直接影響，無法安裝。這些技術缺陷使得在高壓、高電磁干擾以及復雜的安裝環(huán)境下，現有溫度傳感器難以有效地應用于電力設備的溫度監(jiān)測。這就造成了一個矛盾：一方面，電力設備迫切需要可靠的溫度監(jiān)測手段以確保安全運行；另一方面，現有的傳感器技術特點又限制了它們在這些特殊場合的應用。
從往年的統(tǒng)計數據可以看出，由電力設備而發(fā)生的火災事故層出不窮。電力設備火災的危害性主要表現在幾個方面：
首先，可能導致人員傷亡，如高溫、濃煙和有毒氣體對生命安全構成嚴重威脅。其次，可能造成昂貴電力設備的損壞或毀壞，需要高額維修或更換費用，同時可能引發(fā)建筑物損毀和生產停滯等財產損失。進而，火災可能導致供電中斷，對居民生活和工業(yè)生產造成重大影響，甚至引發(fā)社會和經濟危機。此外，火災釋放的有害氣體和物質會污染環(huán)境，對周邊生態(tài)造成破壞，同時可能引起公眾恐慌和社會不安定因素。因此，必須重視預防和應急措施，確保電力系統(tǒng)的安全運行和社會穩(wěn)定。
砷化鎵光纖傳感器在電力系統(tǒng)環(huán)境中應用的效益：
砷化鎵光纖本身不導電不發(fā)熱, 耐高溫, 絕緣能力強本質安全。光纖測溫系統(tǒng)安裝后, 可以在線監(jiān)測配網電氣設備運行情況, 及時發(fā)現因接頭接觸不良而引起過熱, 導致運行設備接地短路事故和火災隱患。砷化鎵光纖溫度在線監(jiān)測其應用為配電運行安全提供了有效的技術手段, 節(jié)省人力、物力和避免停電停產, 預防火災事故。
表1：往年斷路器故障類型分類統(tǒng)計
根據國網以往的數據統(tǒng)計，在高低壓設備中絕緣故障比重較大。南網公司2010-2017增量統(tǒng)計的GIS設備發(fā)生79起故障中，也有44起絕緣，占比55.70%，說明了絕緣故障在組合電器故障存在很普遍，每年均將發(fā)生數起。
這類絕緣故障主要由柜內放電、電流互感器閃絡和相間閃絡等形式。主要因斷路器與開關柜不匹配, 絕緣尺寸不夠, 柜內隔板吸潮, 爬距不足, 老舊開關柜改造不徹底, 未進行加強絕緣措施等。另外, 開關柜內元件存在質量缺陷, 如電流互感器閃絡多次導致相間短路故障。這些絕緣故障在發(fā)生時，必然會有溫升方面的反映。因此溫度在線監(jiān)測裝置的有效性有必要進一步提升。
受限與以往的測溫技術，以及安裝環(huán)境等因素的影響。在這類設施中，沒有比較好的監(jiān)測手段。由于砷化鎵光纖溫度傳感器先天性優(yōu)勢，對這些關鍵節(jié)點進行溫度在線監(jiān)測，就可以很好的提前預警這類事故的發(fā)生。傳感器無導體結構，在30cm爬電距離內可耐受超過140kV工頻電壓，外套采用耐污性能強的硅纖外套或聚四氟乙烯外套被覆特種光纖進行信號傳輸，可防污閃。對電磁干擾完全免疫，重復性好，精度高，響應快，壽命長。可應用對壽命及抗干擾有嚴格要求的領域。材料的長期穩(wěn)定性已被充分驗證，相關系統(tǒng)已成功應用于設備監(jiān)測30年以上。
電力設備的溫度監(jiān)測對于保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行至關重要。傳統(tǒng)溫度傳感器在高電壓和電磁干擾環(huán)境下的局限性，限制了其在電力設備中的應用。而砷化鎵光纖測溫技術的應用，有效克服了這些技術瓶頸，帶來了顯著的意義和效益。
砷化鎵光纖測溫技術的引入，為電力設備的溫度監(jiān)測提供了更加可靠、高效的解決方案，顯著提升了電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和經濟效益。其在電力設備中的廣泛應用，必將帶來顯著的技術進步和經濟收益。
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