阅读说明：本技术 一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统 (Temperature monitoring system for secondary circuit terminal strip of current transformer ) 是由 李双磊 马伟 魏洪亮 王伯林 高强 李海燕 梅平 高军 张立红 赵静 陈青 宋 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开提供了一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统,包括：光纤光栅温度传感器,光信号传输组件和工控机,光纤光栅温度传感器通过光信号传输组件与工控机连接。本发明实现了对监测点温度数据采集、数据处理、数据存储、数据传送、声光报警等功能,从而对电流互感器二次回路端子排是否开路进行实时监测。(The invention discloses a temperature monitoring system for a secondary circuit terminal strip of a current transformer, which comprises: the device comprises a fiber grating temperature sensor, an optical signal transmission assembly and an industrial personal computer, wherein the fiber grating temperature sensor is connected with the industrial personal computer through the optical signal transmission assembly. The invention realizes the functions of temperature data acquisition, data processing, data storage, data transmission, sound and light alarm and the like of the monitoring point, thereby monitoring whether the secondary circuit terminal strip of the current transformer is open-circuited in real time.)

一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统

技术领域

本发明涉及电路温度监测技术领域，更具体的说是涉及一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统。

背景技术

电力系统中的一次设备均为高压大电流设备，一般的测量和保护装置不能直接接入，而电流互感器就是联系一二次设备的重要电气设备，它可以将一次系统的几十到几万安培的大电流按一定的变比变换成额定电流为1A或者5A的小电流，供保护、测量、计量等装置和仪表使用。因此，作为电力系统中很重要的一个一次设备，电流互感器的健康状况，能否正常安全稳定运行，不仅将影响危及在二次回路上工作人员生命和设备安全，而且还有可能引起保护误动和拒动，扩大停电范围，造成较大的经济损失和社会影响。

电流互感器(简称CT或流变)，二次回路不能开路，否则将会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压，严重危及电气设备以及工作人员的安全。生产运行中，电流互感器二次回路开路人眼不容易发现。目前电流互感器二次回路开路，大部分只能通过运行检修人员在巡检过程中利用红外测温仪才能发现，往往使电流互感器二次回路开路未能得到及时发现和处理。

目前从35kV变电站到220kV变电站，基本上实现了无人值守，对电气设备巡视检查的次数大大减少，二次测温只能靠红外测温仪，这就使得电流二次回路开路更不容易被及时发现并通知相关人员处理，从而引起端子排过热变形或烧断，造成电流二次回路绝缘老化破损、二次回路断线开路，甚至引起火灾和***。这就使得研究一套能对电流互感器二次回路开路情况进行实时监测的系统更有必要性和实用价值。

正常情况下，二次电流从一次互感器二次接线盒到保护装置之间要经过开关端子箱电流端子排、保护装置的电流端子排，而后进入到装置内部的交流电流互感器或电流变换器中，中间过渡环节较多，二次电缆往往较长，有些站能达到一两百米。由于各种原因，再加上长时间不间断运行，电流二次回路的端子排螺丝可能松动、锈蚀或端子排中间连接片容易断裂接触不良等等，在负荷较重、二次电流较大的情况下，很容易发生端子排过热现象。

目前电力系统的测温方式主要有示温蜡片、数字温度传感器、红外热成像仪等。示温蜡片与红外测温仪无法满足现代电力系统数字化智能化的要求，因为它们都需要人工巡查；基于电量传送的数字温度传感器，局限性较大，只能测量某些关键部位，且易受电磁场干扰；采用人工方法或利用传统的接触式温度传感器测量电气设备的温度，存在较大的安全隐患。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统，实现了对监测点温度数据采集、数据处理、数据存储、数据传送、声光报警等功能，从而对电流互感器二次回路端子排是否开路进行实时监测。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统，包括：光纤光栅温度传感器，光信号传输组件和工控机，光纤光栅温度传感器通过光信号传输组件与工控机连接；

所述光纤光栅温度传感器，安装在变电站继电保护室的屏柜、户外高压区开关端子箱、电流互感器二次接线盒内和10kV配电装置室的高压开关柜内，用于采集实时温度数据的光信号；

所述光信号传输组件用于光信号的放大、耦合、切换处理，并将处理后的信号发送至工控机；

所述工控机用于将接收的光信号转换为温度数值，并判断温度数值是否达到预设温度阈值，如到达预设温度阈值，发出声光报警信号并存储相应数据。

进一步，所述光信号传输组件包括：

光纤耦合器，用于连接光源、光纤光栅传感器和波长解调用的后续光纤系统；多路光开关，用于转换光路，进行光交换；

传输光缆，用于光信号的传输；

光缆终端盒，用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护；光纤光栅解调仪，用于通过波长与电压相互转换，解调出采集的温度数据的光信号的光波长信息。

进一步，所述光纤光栅温度传感器包括光纤光栅探头和光纤。

进一步，所述光纤耦合器包括拼接式光纤耦合器和熔融拉锥式光纤耦合器。

进一步，多路光开关包括机械光开关和固体光开关；

所述机械光开关用于通过电磁铁或步进电机驱动光纤、并使用棱镜或反射镜进行光路切换；

所述固体光开关用于通过电光效应、磁光效应或声光效应进行光路切换。

进一步，所述传输光缆在电缆沟内铺设，采用电力用ADSS光缆。

进一步，所述光缆终端盒包括盒体，盒体内设有熔接腔和收容腔，所述盒体的材质为冷轧钢板。

进一步，所述工控机上安装有LabVIEW软件，通过LabVIEW软件将所测得的温度数值进行图形曲线显示或列表显示。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统，能实时监测变电站所有电流互感器二次回路端子排的温度，特别是电流互感器二次接线盒内抽头处的发热异常时，能及时提醒通知运行检修人员进行处理。

本发明通过光纤测温，LabVIEW编程，将监测点电流二次回路是否开路通过所监测到的温度直接体现，具有较好的人机界面界面，所测得的温度既可以图形曲线显示还能列表查询，可根据不同监测点的要求灵活设置报警上下限温度值，可发出声光报警，形象直观且及时高效，还具备与其他外部系统的通信连接和控制处理等功能。同时也能为运行检修人员及二次设备状态检修提供重要的数据参考。本发明利用LabVIEW软件和光纤光栅温度传感器等硬件，实现了对监测点温度数据采集、数据处理、数据存储、数据传送、声光报警等功能，从而对电流互感器二次回路端子排是否开路进行实时监测。

由此可见，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

附图1是本发明的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

如图1所示的一种电流互感器二次回路端子排温度监测系统，包括：光纤光栅温度传感器，光信号传输组件和工控机，光纤光栅温度传感器通过光信号传输组件与工控机连接；

所述光纤光栅温度传感器包括光纤光栅探头和光纤，安装在变电站继电保护室各个屏柜以及户外高压区开关端子箱、电流互感器二次接线盒内以及10kV配电装置室的高压开关柜内。

所述光信号传输组件用于光信号的放大、耦合、切换处理，并将处理后的信号发送至工控机。

所述工控机用于将接收的光信号转换为温度数值，并判断温度数值是否达到预设温度阈值，如到达预设温度阈值，发出声光报警信号并存储相应数据。工控机上安装有LabVIEW软件，通过LabVIEW软件将所测得的温度数值进行图形曲线显示或列表显示。

所述光信号传输组件包括光纤耦合器、多路光开关、传输光缆、光缆终端盒、光纤光栅解调仪。

由于本发明是利用光纤光栅的反射光来测量温度的，因此光源、光纤光栅传感器和波长解调用的后续光纤系统就需要用光纤耦合器来连接。所述光纤耦合器的耦合机理是基于光纤的消逝场的模式理论，多模与单模光纤均可做成耦合器，一般有两种结构型式：拼接式和熔融拉锥式。拼接式光纤耦合器，就是将光纤埋入玻璃块中的弧形槽中，并在光纤侧面进行研磨抛光，最后将经研磨的两根光纤进行拼接，通过纤芯—包层界面的消逝场产生耦合。熔融拉锥式光纤耦合器，就是将两根或多根光纤扭绞在一起，经过对耦合部分加热熔融并拉伸而形成双锥形耦合区。

所述光开关是光纤通信中光交换系统的基本元件，广泛应用于光纤环路、自动测量、光纤网络远程监控、光路切换、系统监测、光纤传感系统等，通过转换光路，实现光交换。光开关按照其结构工艺大体上可分为机械光开关和固体光开关两大类。机械光开关：利用电磁铁或步进电机驱动光纤、棱镜或反射镜等光学元件实现光路切换。其优点是***损耗小、串扰小，适用于各种光纤，技术成熟。缺点是开关速度慢。固体光开关：用电光效应、磁光效应或声光效应实现光路切换。优点是开关速度快。缺点是***损耗大、串扰大，只适用于单模光纤。

所述传输光缆是信号传输的通道，可以在电缆沟内铺设，电力用ADSS光缆，具有较强的耐高压和抗挤压性能，光信道供应无限，损耗小、中继距离长、重量轻、体积小。工程上常用光缆的型号有：GYXTW中心束管式(2-12芯)，GYSTS、GYSTS层绞式光缆(2-144芯)，GYTY53双层绞式光缆，GYFTY金属光缆，GJFJV室内光缆，GYXTZW、GYSTZS阻燃光缆。

所述光缆终端盒主要用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。光缆终端盒广泛应用于市话、数据、图象传输系统，电力通信传输等，起到尾纤盘储和保护接头的作用，常采用冷轧钢板静电喷塑制成。

在上述基础上，本发明的使用原理为：借助光纤光栅温度传感器，主要应用于变电站内电流互感器二次回路温度监测，因此可以就地取材，直接利用变电站的局域网、广域网或者无线公网(GPRS)等通信方式进行数据传输。局域网和广域网比较适合大容量的数据传输和交换，主要负责将采集到的温度数据进行传输，同时又要负责与相关联的设备进行通信和数据交换。当所监测部位的温度出现超限报警时，还可以利用无线GPRS技术，将相应的报警信息发送至相应人员的手机上，以便尽快采取相应的应急措施。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。