传感器在电力设备监测中的应用探究

伍轶聪

摘   要：随着我国的工业生产迅速发展，电力设备被大量用于高电压及大电流环境中，电力设备在使用的过程中，因为环境的影响，导致出现机械振动、触头损坏的现象，进而导致氧化问题、温度升高问题、电弧放电问题。因此，在使用的过程中，需要安装传感器对电力设备的运行安全进行监测，提高电力设备的应用安全性。通过对传感器的应用进行探究，分析传感器在电力设备监测中的效用，以期为同行提供参考。

关键词：传感器;电力设备;应用探究

传感器的类型较多，在电力设备监测中应用最多的是點式光纤半导体温度传感器，这种传感器对于温度的变化十分的敏感，而且使用起来十分简单，可以很好地约束测量过程，具有很高的应用价值，能够实时准确地监测电力设备的运行，使得电力设备在使用过程中的温度测定分析得到进一步优化。

1    光纤传感器概述

高电压及大电流环境会对电力设备产生较大的影响，而光纤传感器具有绝缘、抗电磁干扰的性质，所以可以在高电压及大电流环境中很好地运行，其效用不会受到太大的影响，可以保证监测结果的准确有效，电力设备监测过程的安全性也可以得到保证。而且它极其耐高温，不易受到腐蚀，在高直流电场中可以实现接触式测量，使得测量结果更加得高效准确，为电力设备的自动化监测工作打好坚实的基础。

在对光纤温度传感技术的研究过程中，人们都将研究重点放在传感器研究和光纤温度管理这两个项目上，在进行光纤传感器开放的过程中，需要做好光纤光栅的研发，并且结合火灾预防、多点温度控制项目一起进行，这使得光纤温度传感的造价异常昂贵。

2    电力系统检测中光纤传感器系统的实现

2.1  硬件实现

做好探头和电路的完善，保证高压开关柜温度监测工作的高效，光纤传感器系统的硬件实现，需要做好以下几点。

2.1.1  做好光源选择

当自光源照射发出之后，会受到探头的作用，这时的透光强度会因为温度发生变化而出现变化，届时就可以利用光纤温度传感器的功效，实现对透射光强度的温度监测，保证工作的顺利进行。所以，在进行光源选择的时候，工作人员需要对传感器所进行测量的范围进行约束，按照吸收谱临界边温度的实际情况进行判断，这样就可以获取准确的谱宽参数。特别值得注意的是，在进行光源波长选择的过程中，需要根据吸收边考量光源波长的有关参数，尽可能将参数控制在864～908 nm范围内，进而选择更加适合的参数，这对后续的波长处理工作十分的重要。

2.1.2  做好探头设计，保证探头质量

在进行设计的过程中，充分考虑传感器本身的具体性质结构，并将之运用在高压开关柜触点的处理工作中，实现对高压接头的温度监测，以保证传感器安装工作的顺利进行。在进行探头设计工作时，需要对探头的体积、热平衡做好精确的评定，探头的制作材料多用铜进行制作，这是因为铜具有十分优良的导电性能，可以提高监测工作的效率。

2.1.3  做好信号处理电路设计，保证信号处理电路的工作性能

在进行设计的过程中，需要充分考虑传感器的实际需要，并且根据需要对核心单元进行设计，将单片机结构整合到其中，通过AVR微控制器实现有关参数的判定，因为AVR具有高性能、低功耗的特性，所以判定工作可以高效完成。在此基础上，提高存储器的管控效率，保证管控的水平，这样可以为硬件接口电路的获取打好坚实基础。

2.2  软件实现

想要提高电力设备监测系统工作效率。提高传感器的应用效率，使得整个系统的应用水平得到提高，处理做好硬件结构的工作，保证系统硬件质量之外，还需要对系统的软件进一步完善，这样才能保证系统元件的正常工作，为监测工作做好服务，并需要做好以下几点工作。

2.2.1  完善信号采集控制软件

信号采集系统的主要功能就是对电力设备监测过程中的各种信号及时捕捉，并且对信号进行筛选和汇总存储，为系统后续的动作指令提供信息，因此，捕捉信息的真实性十分得重要，这样有助于提高监督水平。

2.2.2  完善信号滤波软件

信号滤波软主要功能就是分析和判定滤波参数，并且结合具体的判定结果，对接下来的工作进行分析，处理可能存在的情况。

2.2.3  完善平均插值计算软件

平均插值计算软件具有十分强大的计算功能，可以对电力设备监测系统中的平均插值进行及时准确的核算，以保证计算结果的准确，提高系统数据分析的效率。

2.2.4  完善显示输出软件结构

当电力设备监测系统的一轮工作完成之后，需要对这一轮的工作结果进行处理和输出，为了保证数据处理和输出的效用，需要结合反馈参数，以保证电力设备的监测工作进一步落实，提高监测工作的时效性。

3    传感器在电力设备监测中的应用过程

在对电力设备进行传统的监测后，直接将光纤温度传感器置于10 kV高压开关柜的电热恒温箱中，实现对温度的监测，提高温控效率（见图1）。在光纤温度传感器应用过程中，温度渐渐升高，应用人员需要对不同温度的系数模拟输出量进行测定，得出相应的温度参数，并结合所检测的温度，就可以将其作为10 kV高压开关柜的电热恒温箱的参考数值。

光纤温度传感器在应用的过程中，因为时间的不断累积，测量温度存在着一定的不稳定性。这时可以通过测量信息，对传感器测量精度以及温度漂移效果进行探究。可见，时间的稳定性对于电力设备监测的质量十分重要。

电力系统的组成十分复杂，其中，开关柜是一个十分关键的部分，技术人员需要保证开关柜的运行水平，将它的实际价值充分地发挥出来。一般情况下，高压开关柜自身会设置6个触头，分别分布在它的上下侧，这样就可以有效地保证系统可靠运行，并且通过触头，可以实现温度的监督和测定。

将光纤温度传感器投入到实际的工作中进行使用，它基础的测温工作是通过半导体吸收光谱临界边，当温度发生改变，它也会跟随着变化，并且产生位移，这就可以对半导体晶片进行处理，进而对变化程度进行分析和评断。而且在光纤温度传感器中的半导体介质吸收光的过程中，它吸收光的效率和半导体禁带宽度有关，当温度发生一定程度的变化，半导体介质会出现振动，这会导致禁带宽度出现变化，进而使得吸收光谱率受到影响。

除此之外，在信息采集之时，需要注重采集结构和应用体系的有关联系，进一步完善采集流程的通信过程，保证信息采集的实时性和完整性。而且，还需要注重软件系统的CPU提升，合理完善管控标准。

4    结语

将传感器应用于电力设备的监测中，有助于监测工作的顺利进行，可以有效地提高测量精度，全面优化监测工作，保证监测工作的全面和安全开展。

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