傳感器在電力設備監測中的應用探究

伍軼聰

摘 ? 要：隨著我國的工業生產迅速發展，電力設備被大量用于高電壓及大電流環境中，電力設備在使用的過程中，因為環境的影響，導致出現機械振動、觸頭損壞的現象，進而導致氧化問題、溫度升高問題、電弧放電問題。因此，在使用的過程中，需要安裝傳感器對電力設備的運行安全進行監測，提高電力設備的應用安全性。通過對傳感器的應用進行探究，分析傳感器在電力設備監測中的效用，以期為同行提供參考。

關鍵詞：傳感器;電力設備;應用探究

傳感器的類型較多，在電力設備監測中應用最多的是點式光纖半導體溫度傳感器，這種傳感器對于溫度的變化十分的敏感，而且使用起來十分簡單，可以很好地約束測量過程，具有很高的應用價值，能夠實時準確地監測電力設備的運行，使得電力設備在使用過程中的溫度測定分析得到進一步優化。

1 ? ?光纖傳感器概述

高電壓及大電流環境會對電力設備產生較大的影響，而光纖傳感器具有絕緣、抗電磁干擾的性質，所以可以在高電壓及大電流環境中很好地運行，其效用不會受到太大的影響，可以保證監測結果的準確有效，電力設備監測過程的安全性也可以得到保證。而且它極其耐高溫，不易受到腐蝕，在高直流電場中可以實現接觸式測量，使得測量結果更加得高效準確，為電力設備的自動化監測工作打好堅實的基礎。

在對光纖溫度傳感技術的研究過程中，人們都將研究重點放在傳感器研究和光纖溫度管理這兩個項目上，在進行光纖傳感器開放的過程中，需要做好光纖光柵的研發，并且結合火災預防、多點溫度控制項目一起進行，這使得光纖溫度傳感的造價異常昂貴。

2 ? ?電力系統檢測中光纖傳感器系統的實現

2.1 ?硬件實現

做好探頭和電路的完善，保證高壓開關柜溫度監測工作的高效，光纖傳感器系統的硬件實現，需要做好以下幾點。

2.1.1 ?做好光源選擇

當自光源照射發出之后，會受到探頭的作用，這時的透光強度會因為溫度發生變化而出現變化，屆時就可以利用光纖溫度傳感器的功效，實現對透射光強度的溫度監測，保證工作的順利進行。所以，在進行光源選擇的時候，工作人員需要對傳感器所進行測量的范圍進行約束，按照吸收譜臨界邊溫度的實際情況進行判斷，這樣就可以獲取準確的譜寬參數。特別值得注意的是，在進行光源波長選擇的過程中，需要根據吸收邊考量光源波長的有關參數，盡可能將參數控制在864～908 nm范圍內，進而選擇更加適合的參數，這對后續的波長處理工作十分的重要。

2.1.2 ?做好探頭設計，保證探頭質量

在進行設計的過程中，充分考慮傳感器本身的具體性質結構，并將之運用在高壓開關柜觸點的處理工作中，實現對高壓接頭的溫度監測，以保證傳感器安裝工作的順利進行。在進行探頭設計工作時，需要對探頭的體積、熱平衡做好精確的評定，探頭的制作材料多用銅進行制作，這是因為銅具有十分優良的導電性能，可以提高監測工作的效率。

2.1.3 ?做好信號處理電路設計，保證信號處理電路的工作性能

在進行設計的過程中，需要充分考慮傳感器的實際需要，并且根據需要對核心單元進行設計，將單片機結構整合到其中，通過AVR微控制器實現有關參數的判定，因為AVR具有高性能、低功耗的特性，所以判定工作可以高效完成。在此基礎上，提高存儲器的管控效率，保證管控的水平，這樣可以為硬件接口電路的獲取打好堅實基礎。

2.2 ?軟件實現

想要提高電力設備監測系統工作效率。提高傳感器的應用效率，使得整個系統的應用水平得到提高，處理做好硬件結構的工作，保證系統硬件質量之外，還需要對系統的軟件進一步完善，這樣才能保證系統元件的正常工作，為監測工作做好服務，并需要做好以下幾點工作。

2.2.1 ?完善信號采集控制軟件

信號采集系統的主要功能就是對電力設備監測過程中的各種信號及時捕捉，并且對信號進行篩選和匯總存儲，為系統后續的動作指令提供信息，因此，捕捉信息的真實性十分得重要，這樣有助于提高監督水平。

2.2.2 ?完善信號濾波軟件

信號濾波軟主要功能就是分析和判定濾波參數，并且結合具體的判定結果，對接下來的工作進行分析，處理可能存在的情況。

2.2.3 ?完善平均插值計算軟件

平均插值計算軟件具有十分強大的計算功能，可以對電力設備監測系統中的平均插值進行及時準確的核算，以保證計算結果的準確，提高系統數據分析的效率。

2.2.4 ?完善顯示輸出軟件結構

當電力設備監測系統的一輪工作完成之后，需要對這一輪的工作結果進行處理和輸出，為了保證數據處理和輸出的效用，需要結合反饋參數，以保證電力設備的監測工作進一步落實，提高監測工作的時效性。

3 ? ?傳感器在電力設備監測中的應用過程

在對電力設備進行傳統的監測后，直接將光纖溫度傳感器置于10 kV高壓開關柜的電熱恒溫箱中，實現對溫度的監測，提高溫控效率（見圖1）。在光纖溫度傳感器應用過程中，溫度漸漸升高，應用人員需要對不同溫度的系數模擬輸出量進行測定，得出相應的溫度參數，并結合所檢測的溫度，就可以將其作為10 kV高壓開關柜的電熱恒溫箱的參考數值。

光纖溫度傳感器在應用的過程中，因為時間的不斷累積，測量溫度存在著一定的不穩定性。這時可以通過測量信息，對傳感器測量精度以及溫度漂移效果進行探究。可見，時間的穩定性對于電力設備監測的質量十分重要。

電力系統的組成十分復雜，其中，開關柜是一個十分關鍵的部分，技術人員需要保證開關柜的運行水平，將它的實際價值充分地發揮出來。一般情況下，高壓開關柜自身會設置6個觸頭，分別分布在它的上下側，這樣就可以有效地保證系統可靠運行，并且通過觸頭，可以實現溫度的監督和測定。

將光纖溫度傳感器投入到實際的工作中進行使用，它基礎的測溫工作是通過半導體吸收光譜臨界邊，當溫度發生改變，它也會跟隨著變化，并且產生位移，這就可以對半導體晶片進行處理，進而對變化程度進行分析和評斷。而且在光纖溫度傳感器中的半導體介質吸收光的過程中，它吸收光的效率和半導體禁帶寬度有關，當溫度發生一定程度的變化，半導體介質會出現振動，這會導致禁帶寬度出現變化，進而使得吸收光譜率受到影響。

除此之外，在信息采集之時，需要注重采集結構和應用體系的有關聯系，進一步完善采集流程的通信過程，保證信息采集的實時性和完整性。而且，還需要注重軟件系統的CPU提升，合理完善管控標準。

4 ? ?結語

將傳感器應用于電力設備的監測中，有助于監測工作的順利進行，可以有效地提高測量精度，全面優化監測工作，保證監測工作的全面和安全開展。

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