【正文】 能會使繞組絕緣損傷，引起變壓器故障，進而威脅電力系統(tǒng)的安全運行。而解決這一問題最有效的手段就是對電氣設備進行狀態(tài)檢測。常用的熱探測器有以下兩種，熱敏電阻型探測器和熱點偶型探測器。熱釋電材料是一種具有自發(fā)極化的電介質(zhì),它的自發(fā)極化強度隨溫度變化,可用熱釋電系數(shù)p來描述,p=dP/dT（P為極化強度，T為溫度）。電力工業(yè)中的許多設備，都在高電壓、大電流的狀態(tài)下運行，與熱度有著極其密切的聯(lián)系。 紅外測溫基本原理凡存在于自然界的物體均會向外輻射能量，這一能量主要決定于物體的溫度。 氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應電信號的轉(zhuǎn)換器。當可燃氣體濃度低于LEL（最低爆炸限度）時（可燃氣體濃度不足）和其濃度高于UEL（最高爆炸限度）時（氧氣不足）都不會發(fā)生爆炸。它利用氧化還原反應，通過不同的電解質(zhì)可檢測幾十種有毒氣體。其主要特點是節(jié)能和環(huán)保。這里的一體化機構(gòu)是指油氣分離(油氣分離膜)、氣體檢測(燃料電池)、溫度補償為一體的物理集成，可直接安裝于單個變壓器閥門上。另外，選擇性燃料電池氣體傳感器是化學氣體傳感器的一個重要突破。另外，在線氣象色譜儀的構(gòu)件中有易損件和消耗件，要更換載氣、標氣，色譜分離柱老化再生，空調(diào)過濾網(wǎng)清洗，更換檢測器、油泵、氣泵、電磁閥、流量開關等，要有相應的基本維護量。光纖溫度傳感與傳統(tǒng)的傳感器相比有很多優(yōu)點，如靈敏度高，體積小，耐腐蝕，抗電磁輻射，光路可彎曲，便于遙測等。這種傳感器也在國內(nèi)已經(jīng)有了商品化的產(chǎn)品。這樣，1．31um波長區(qū)就成了光纖一個很理想的工作窗口，綜合考慮選擇1310 nm波長，其Verdet常數(shù)為1．0861 0～rad／A。本文選擇的FC／PC型插頭端面曲率半徑最大，近乎平面接觸，反射損耗最低，{0．3 dB。通過傳輸光纖將光電轉(zhuǎn)換和信號處理電路連接到遠離干擾的地點，加裝雙層金屬電磁屏蔽外殼并接地。(2)放置好試品后，均勻緩慢升高實驗電壓，如示波器一旦出現(xiàn)放電脈沖．記錄此時實驗電壓，即為放電模型起始放電電壓；接地線處理不當，會給檢測帶來干擾，因此實驗回路采取一點接地，防止地線環(huán)流產(chǎn)生干擾：室驗設各和線路連接緊湊．盡可能減小實驗回路的尺寸，周圍的其他設備和物體盡量遠離實驗現(xiàn)場并可靠接地。由一個法蘭盤和兩個帶尾纖單心光纜的插針體組成，由螺紋將其固定起來。兩個插頭在插入轉(zhuǎn)換囂或變換器后可以宴現(xiàn)光纖之間的對接：插頭的機械結(jié)構(gòu)用于對光纖進行有效的保護。光纖電流傳感器的傳感頭材料屬于逆磁性介質(zhì)，它的Verdet常數(shù)隨著波長增大而減小，所以波長不易選擇得太長：另一方面當波長小于0．5um時，逆磁性介質(zhì)對光的吸收比較大，光纜的光散射損耗明顯增大，單模光纖中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10岬)，只能傳一種模式的光，因此，其模間色散很小。在質(zhì)量塊的慣性力作用下，埋在復合材料中的光纖光柵受到橫向力作用產(chǎn)生應變，從而導致光纖光柵的布拉格波長變化。由于光纖光柵比較脆弱，在惡劣工作環(huán)境中非常容易破壞，因而需要對其進行封裝后才能使用。但由于其原理及構(gòu)件復雜，要長期用于在線監(jiān)測具有一定的局限性，雖然近年來，有些部件的可靠性有了明顯提高，但整體技術的局限性依然存在。新型燃料電池氣體傳感器特有的自我測試和診斷能力是高可靠性的另一個有利因素，它充分利用了燃料電池原理上的特性，采用類似于電容器的充放電試驗，即給傳感器兩極反向接通一定時間直流電源，同時檢測傳感器的響應。電力系統(tǒng)習慣于將電力設備修試規(guī)程中的油中溶解氣體注意值設定為監(jiān)測儀的報警值，例如氫氣(H2)的注意值為150L/L。 新型燃料電池氣體傳感器在油中氣體監(jiān)測的應用新型燃料電池氣體傳感器在變壓器油中的應用在線監(jiān)測是狀態(tài)維修的重要組成部分。其原理是氣敏材料在通過氣體時產(chǎn)生離子，從而形成電動勢，測量電動勢從而測量氣體濃度。當可燃氣體（蒸汽、粉塵）和氧氣混合并達到一定濃度時，遇具有一定溫度的火源就會發(fā)生爆炸。因為黑體的紅外輻射中含有各種波長的分量,各波長段的能量大小不同，輻射能量最大的波長——峰值波長lmax(mm)與黑體溫度T 有如下關系lmax=a/T (3) 式中 a = K；隨著絕對溫度的升高，峰值波長向短波方向移動。本文基于紅外輻射原理，研制開發(fā)了用于高壓電力設備溫度在線監(jiān)測的非接觸式傳感器；重點研究了探測距離、外界熱源、被測物體表面狀況以及探測器本體溫度等因素對傳感器工作可靠性和精度的影響，給出了提高傳感器工作性能的措施。赫/瓦。但由于自由電荷中和面束縛電荷所需要的時間較長，約為數(shù)秒至數(shù)小時。2響應時間，指傳感器受輻射照射時，輸出信號上升到穩(wěn)定值的63%時所需的時間3噪聲等效功率，當輻射小到它在探測器上產(chǎn)生的信號完全被探測器的噪聲淹沒時的功率，它代表了探測器的探測極限4探測率，當探測器的敏感元件具有單位面積，放大器的測量寬帶為1Hz時，單位輻射功率所能獲得的信號電壓噪聲比5光譜效應，指傳感器的響應度隨入射波長的變化紅外探測器可分為熱探測器和光子探測器兩大類。理論分析和實驗結(jié)果表明，這種檢測方法的測量絕對誤差小于1mm，能準確地檢測繞組變形程度及部位，且具有直觀性、能帶電操作。與真空開關外殼緊密接觸的超聲傳感器感受到超聲信號后，將其轉(zhuǎn)換為電脈沖信號送至檢測儀器。通過檢測此超聲波信號可實現(xiàn)局部放電量的測量及定位。由于電氣量所包含的故障信息一般性不明顯、難以檢測且無先兆性，使得準確地故障診斷十分困難。超聲波測距儀：該復合式振動器是諧振器以及，由一個金屬片和一個壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動器的一 個結(jié)合體。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。局部放電信號的監(jiān)測仍是以伴隨放電產(chǎn)生的電、聲、光、溫度和氣體等各種理化現(xiàn)象為依據(jù)，通過能代表局部放電的這些物理量來測定。氣相色譜儀技術日趨成熟，并為長期的實踐所證明，是一種行之有效的監(jiān)測和診斷技術。其次，雖然絕緣的劣化和缺陷的發(fā)展是有統(tǒng)計特性的，絕緣劣化發(fā)展速度有快有慢，但總有一定的潛伏和發(fā)展時間。1990年，全國110kv及以上等級互感器中，絕緣故障占總事故臺次的55%。國外的統(tǒng)計結(jié)果也類似。20世紀70年代以來，隨著世界上裝機容量的迅速增長，對供電可靠性的要求越來越高。其局限性事氣體的生成有一個發(fā)展的過程，故對突發(fā)性故障不靈敏，這就要借助于局部放電監(jiān)測。測量的方法大體分為電測法和非電測法。以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。（3）靈敏度。這里僅介紹小型超聲波傳感器，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為2325KHZ及4045KHZ。諧振器呈喇叭形，目的是能有效地輻射由于振動而產(chǎn)生的超聲波，并且可以有效地使超聲波聚集在振動器的中央部位。實際上在電氣設備故障前，盡管電氣量還沒有明顯改變，設備尚能工作，但有些非電氣量的變化信息（如各種氣體的含量、溫度、壓力和機械變形等或者伴隨故障出現(xiàn)的發(fā)聲、發(fā)光、發(fā)熱等）卻包含了故障將要發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生的信息。需要特別指出的是，盡管目前超聲傳感器的輸出信號與局部放電量在數(shù)值上還不成比例關系，但是傳感器的輸出信號的幅值仍然可以定性的反映出局部放電量的大小及其突變情況。通過輸出電路輸出接點信號送至控制室報警，提示值班人員采取相應處理措施。在進一步研究完善后，將成為一種新型檢測手段。1熱探測器熱探測器的測量機理是熱效應，即利用敏感元件因接受紅外輻射而使溫度升高，從而引起一些參數(shù)變化，以達到測量紅外輻射的目的。而晶體自發(fā)極化的弛豫時間極短，約為皮秒級。70年代中期以來,這種探測器在實驗室的光譜測量中逐步取代溫差電型探測器和氣動型探測器。本研究對提高基于紅外輻射的非接觸式傳感器工作可靠性和精度方面有一定的創(chuàng)新。測量范圍在273~473K, ~。我們把可燃氣體遇火源發(fā)生爆炸的濃度稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限，一般用%表示。由于這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個領域，僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。長期以來，變壓器油中氣體在線監(jiān)測的重要性和必要性在電力系統(tǒng)運行和維護人員中形成共識。但由于早期的燃料電池型油中氣體在線監(jiān)測裝置監(jiān)測的是復合(混合)氣體信號，變壓器油中一氧化碳(CO)的相對靈敏度較高，因此即使H2含量很低，在變壓器油中存在高濃度CO的情況下，監(jiān)測儀的讀書仍有可能超過報警值。是兩個使用中KG2100A型傳感器的自我測試響應曲線對比。例如在油氣分離、氣氣分離，氣體檢測及環(huán)境控制四個步驟上，在線氣象色譜儀常采用機械方法脫氣、色譜柱分離組分及相應的定量系統(tǒng)和控溫單元。目前常用的封裝方式主要有基片式、管式和基于管式的兩端夾持式。Todd采用雙撓性梁作為轉(zhuǎn)換器設計了光柵加速度計。在1．3lum波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。插針是一個帶有微孔的精密圓柱體，插針的套筒用金屬制成，在套筒中心有一使光纖剛好插入、與外圓高度同心的小孔。法蘭盤型為C型插孔，具有一定的彈性，便于兩光纖間精確準直，適合用于單模光纖連接器。(3)放電量校正：斷開電源接線，用標定方波發(fā)生器代替電源校正回路的標定單位幅值放電量，標定單位幅值放電量有I 00、1000 pc三個檔[1] 李福祺 [2][3] 超寬頻帶局部放電傳感器的研究 成永紅 李 偉 謝恒 高電壓技術 24（1） 1993[4] ，胡芳，周粲. (5).2003[5] ［日］和田，［M］.北京：機械工業(yè)出版社,[6] Judd M D,Cleary G P,Bennoch C J,et al .Power transformer monitoring using UHF sensors:site trials[DB/OL],Conference Record of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation,Boston,MA USA,Apr 710,2002[7] 基于紅外測溫技術的高壓電力設備溫度在線監(jiān)測傳感器的研究 楊 武, 王小華, 榮命哲, 賈申利. 中 國 電 機 工 程 學 (9) 2002[8]。局放信號檢測實驗系統(tǒng)如圖5．1所示，采用全封閉光纖電流傳感器采集局放信號，傳感器的光源波長為1310 nm，功率為1．7 mW，光電探測器響應度為O．97～W，響應時間為O．5 ns，外接l k．O檢測阻抗，傳感光纖100 m，閉合光路直徑為6 cm，光圈數(shù)為500。插頭按其端面的形狀可分為3類：Pc型SPC型、APC型。從光纖的損耗特性來看，一般是隨波長加長而光纖損耗減小，1．3 um處正好是光纖的一個低損耗窗口。在傳感器受到振動時，在慣性力的作用下，質(zhì)量塊帶動兩個矩形梁振動使其產(chǎn)生應變，傳遞給光纖光柵引起波長移動。目前，比較常用的電類溫度傳感器主要是熱電偶溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器。因為系統(tǒng)的可靠性幾乎是各個單元的可靠性的乘積?，F(xiàn)場使用過程中，在線監(jiān)測儀會定期自動地對傳感器進行自我測試，并與儀器出廠時的測試值進行比較，確保長期監(jiān)測過程中傳感器始終處于正常工作狀態(tài)。一體化燃料電池氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖它主要由傳感器外殼、油氣分離膜、微型燃料電池、溫度傳感器(未標出)、傳感器蓋及傳感器信號輸出接頭等組成。燃料電池是一種通過電化學反應直接把化學能(氣體或液體燃料)轉(zhuǎn)換成電能，而無需通過熱能或機械能轉(zhuǎn)換的高效能量轉(zhuǎn)換裝置。電化學式傳感器是目前被廣泛應用的檢測毒氣的傳感器。如上右圖所示的陰影部分。4氣體傳感器定義：能感受氣體(組分、分壓)并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。對提高電氣設備運行可靠性乃至電力系統(tǒng)運行可靠性都有一定的實用價值[7]。本研究對提高基于紅外輻射的非接觸式傳感器工作可靠性和精度方面有一定的創(chuàng)新，對提高高壓電力設備運行可靠性乃至電力系統(tǒng)運行可靠性都有一定的實用價值。利用熱釋電材料的自發(fā)極化強度隨溫度而變化的效應制成的一種熱敏型紅外探測器。但熱探測器的光譜響應寬，可在室溫下工作，使用方便，