摘要：伴随着我国电力行业发展迅速，电力设备运用在高电压甚至超高压及大电流条件下越来越频繁。相关电力设备在使用的过程中往往由于其特定的工作方式而产生振动，导致频繁震动的位置温度升高，在部分地方可能会出现金属与空气中的氧气发生化学反应的情况。发生化学反应以后会导致该部分线路电阻增加，在设备通电的情况下，可能存在放电的现象。为此，需要利用传感器对电力设备进行安全监测，确保电力设备能够安全运行。
关键词：传感器，电力设备，安全监测
目前在电力设备监测中运用较多的为点式光纤半导体温度传感器，点式光纤半导体温度传感器不但能够确保现有的电力设备运行情况质量，还能够通过其自身携带的温度传感器对电力设备中的温度进行实时监控。点式光纤半导体温度传感器由于其简单的结构，精准的测量结果，能够确保实操的过程中能够快速的获取所需要的数据。所以点式光纤半导体温度传感器被大面积运用在电力设备监测项目里面。
一、光纤传感器概述
光纤传感器在电力设备测量相关数据的时候有不导电、抗电磁场干扰、耐高温、耐腐蚀等特点，这使得光纤半导体温度传感器能够准确的将相关数据准确传递出来。目前国内外主要将精力放在传感器研究与光纤温度两个方面。点式光纤半导体温度传感器主要是通过半导体在吸收来自电力设备中的光谱以后，临界边会随着温度的变化而产生相应的变化，使得传感器的位置能够发生变化。半导体宽度与吸收光的强度有直接的联系，当传感器周围温度发生变化以后，会使得半导体内的晶振产生明显的变化。工作人员需要根据选择识别光谱较宽的光源和与之相符合的发光二极管，只有这样才能确保对射入二极管的光强进行识别分析，传感器中的二极管能够跟随周围环境温度变化而产生相应的变化，从而传递出明显差异的信号供工作人员识别。
二、电力系统检测中光纤传感器系统的实现
2.1 硬件实现
开关柜的运行程度对电力系统的整体运行十分重要，相关工作人员需要结合断路器实现相关功能，确保实际过程中开关柜与小车能够达到预期的目标。高压开关柜本身设置了六个触头，分别分布在系统中上面和下面的三相接线中，即每一相线路都会装有一个触头，该触头能够实时测量线路中的温度。开关柜需要在内部实现探头和测量到的信号处理。相关工作人员需要对光源进行选择，探头在作用于自光源作用以后，其透光强度会不断的发生变化。点式光纤温度传感器能对实际过程中的光照强度进行处理，确保能够实时传递相关数据。工作人员还应当依照光线的光谱选择满足条件的传感器。根据传感器在吸收光谱以后在临界温度变化的范围作为传递的数据依据。对于光源的波长需要控制在864纳米到908纳米之间。以确保在实际的过程中能够选择更符合实际参数的参数。
探头在设计的时候，需要结合传感器的构造以及传感器的工作原理。运用在电力系统高压开关柜的线路中，需要对接头进行温度压力测试，以保障相关数据能够满足实际的工作需要。探头的材料一般选择铜，由于铜的体积和热平衡参数能够满足电力设备中对相关数据的监控要求。利用铜作为材料而制成的点式光纤半导体温度传感器能够非常灵敏的感知周围环境的变化，将相关信息传递到屏幕前，提高了监测过程中的时效性。
工作人员还需要对信号处理电路进行设计。传感器在工作的过程中，能够根据实际情况反映出相关有效参数。在多次测试以后，选择八位AVR 微控制器对作为中央控制处理器来对传感器的相关数据进行分析。中央控制处理器能够依照实际的需求对处理器周围的线路提供保障，与此同时，中央控制处理器还具有对输入的相关指令做出相关集成的功能，能够最大程度上简化输入程序的指令。
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2.2 软件实现
传感器在对电力设备进行检测的过程中，需要尽可能的提高传感器的灵敏性，工作人员不仅仅需要将传感器运用在电力设备系统中，还需要对相关的软件系统进行不断的改进，确保改进以后的软件系统能够满足电力系统中的监测需求。首先，工作人员需要完善信号采集控制软件系统，信号采集控制软件系统能够对电力设备中的相关数据信息在第一时间捕捉，信号采集控制软件系统对采集到的信号进行筛选，挑出其中的有用信息，作为输出指令的依据。信号采集控制软件系统需要确保采集到的数据是真实有用的。其次需要注意信号滤波软件结构，通过对传感器传递的信号进行分析，并对相关数据信号进行综合判定，确保相关数据的时效性。然后，需要做一个平均插值计算软件，该软件能够实现相关数据的平均值实时计算。最后还需要设置输出模块的软件，在对传感器的相关数据采集、分析以后，需要将数据传递出去。为了确保传感器的数据能够及时传递，相关工作人员在对电力设备的相关数据采集的时候，需要将传感器的采集数据部分和相关数据采集以后进行传递两个大模块进行研究。需要注重传感器在采集相关数据上的灵敏性和在采集相关数据以后，对相关数据进行综合分析并传递到显示屏的相关工作。确保在这个过程中的信息处理实时传递和精准采集。工作人员需要注意在软件系统上的运用过程中首要将CPU的相关功能进行提升，在能够提高现有工作效率的采集的基础上，需要对软件的信息收集、集中处理、传递信息等方面的程序进行不断优化，确保能够满足将电力设备中相关信息变化的需求。
三、传感器在电力设备监测中的应用过程
通过将点式光纤温度传感器进行全面优化以后，将点式光纤温度传感器运用到十千伏高压开关柜中进行相关测试。将相关数据进行变化，以测试改进以后的点式光纤温度传感器能否满足实际的需要。将点式光纤温度传感器放在温控室内，能够确保温度能够得到保障。通过慢慢提高温度，在这个过程中，需要详细的记录恒温箱的温度和系数的输出值。为了能够充分得出点式光纤温度传感器在实际操作过程中的稳定性，需要注意在连续测量下的相关数据的变化，通过控制温度的变化，能够得出最终点式光纤温度传感器随着时间的变化产生的相关数据。光纤温度传感器在工作过程中十分重要的一个方面就是时间稳定性，需要做好数据采样工作，并且还要将这些信息传回，以此为依据来确定控温工作。最终，根据实际得到的数据可以绘制成对应的曲线图。根据实际的数据显示，在时间不断增加的前提下，温度的测量有一定的偏差。通过对温度的变化效果能够了解到温度传感器的灵敏性和测量精度。此外，传感器的时间稳定性对监测的过程有着非常重要的作用。在对系统进行安装的时候，需要注意避免影响到光纤的使用效果，相关的数据测算需要与串行总线进行连接，最终传递到监控室内，将相关信息呈现在工作人员面前。通过对相关工作环境下的相关数据不断积累，形成相关的数据库。传感器运用的过程中，需要收集相关高压输电设备接头的温度，通过一定数量的传感器进行监控，形成有效的监控网络。
四、结语
将点式光纤半导体温度传感器运用到电力设备中，能够实时的对电力设备进行监控的目的。工作人员能够依据相关数据进行精准分析，确保根据相关的数据分析得结果与实际情况相符合。点式光纤半导体温度传感器在确保光强参数合理的前提下，能够确保吸收率的合理性，也能够为电力设备中的相关数据精准测量提供有效的参数。
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论文作者:张航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/4
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