浅议一种新型铁路电力专用接点光纤温度在线监测系统

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1、浅议一种新型铁路电力专用接点光纤温度在线监测系统【摘要】本文结合铁路上的特点对一些温度测量的方法进行比较。另外对一种新型铁路电力专用接点光纤温度在线监测系统进行了阐述。【关键词】旋转反射信号处理器测温光纤模块温升模式总线中图分类号：[TN929.18]文献标识码：A文章编号：一、前言随着铁路第六次提速的全面实施，供电质量的可靠性问题日益突现。因接点温升过高引发的事故时有发生，防不胜防。该类事故占供电事故的比例最高，但因其偶发性的特点，在10KV以上的供电系统中，无论采取什么措施，设备的接点都会出现因接触不良或老化而引起温度升高，其发生周期又不可预知，

2、由此引发的事故已给铁路系统造成了巨大损失。7目前进行铁路电力设备温度检测多采用在电气设备接点部位粘贴蜡熔测温片及人工携带红外测温仪逐点测量等手段。这种日常巡检、定期维修等管理手段固然可大大降低事故率，但有一些接点和触点检测难度很大或根本检测不到（如隐性接点），即便是投入大量的人力、物力进行巡检也不能及时发现，从而给设备运行带来隐患；目前检修维护模式制约了以往的检测手段。现投运的客运专线电力设备维护已纳入“天窗点”维修计划，即在夜间约有4-5小时客车停止运营，相关专业进行维护。当进行温度测试时，用户基本也在停电维护，造成检测的温度值与行车时的实际运行情

3、况不符。由此北京铁路局提出了对电气接点的温度采用在线监测的技术课题。本课题拟研制开发铁路电力专用接点温度在线监测系统，将该系统安装到铁路沿线的电力设备上，对各接点的温度进行监测，在温度越限时发出报警，工区、车间、技术部门根据报警信息对用电设备进行维修及管理。二、技术方案的选择对电力系统高压接点的运行状态进行实时监测，目前在理论和技术应用层面提出了不同的方案，主要有：红外成像仪式、光纤光栅式、光纤分布式、旋转反射光纤传感式等。上述几种测温方式在电力系统中得到了应用，效果还不错。由于铁路电源运行环境相对恶劣，高速列车通过时振动较大等原因，目前还没有适用于

4、高速铁路电力设备接点的在线测温技术。同类产品比较表7综合考虑上述几种方案，课题组认为旋转反射式光纤传感测温系统比其他几种测温方式更适合铁路电源沿线分散、运行环境较恶劣的状况。三、该系统技术指标性能及如何实现：铁路电源供应点一般为沿铁道线设置，距离铁路较近，电源点的运行环境相对恶劣，而且远离居住区，交通不便，高速列车通过时振动较大。因此要求监测系统安装要牢靠，除保证电力一、二次理想隔离，线性好，精度高等通用性外，还应抗震能力强，抗自然灾害和机械操作力强，后期维护量小，维修时不用停电（这对铁路系统非常重要），监测系统采集的信息能灵活快速地远传，使用寿命（

5、特别是与一次接触的传感器）要长。根据上述具体情况，定制一种对铁路电力专用接点温度在线监测系统。1、如何使测量精度满足要求。由于安装环境非常恶劣，昼夜温差大，极大影响了监测设备温度测量的精度。提高测量精度主要取决于温度传感器的采样，防止环境对采样的数据的干扰。针对温度传感器本课题组做了大量实验，把原来的独立光纤连接器去掉，根据高速铁路远动智能箱变的特点，把传感器、光纤与光电转换器组成三合一模块，这种无缝连接使得光在传输的过程中，不再受温度、光线、湿度的影响，全气候环境下温漂可忽略，从而使得测温数据更准确，产品可以长久的稳定运行。72、如何满足设备恶劣运

6、行环境的要求高速铁路电力设备都安装在铁路限界以内（一般距正线15m以内）。高速列车通过最高时速达350km/h，此时产生的震动和空气负压对电力设备各种监测装置干扰很大。光纤测温式、光纤光栅式等测温方式通过采取测量光波折射角度的改变来反映温度的变化，而角度易受工频振动、安装环境震动的干扰；现采取测量光波的强弱来反映温度的变化，同时改变以往采用二氧化硅的光纤，选用大直径聚甲基丙稀酸甲酯的光纤作为传输通道，该光纤自支撑成形能力强，抗拉、抗弯、抗冲击能力均很强，通过多种渠道避免了外界带来的干扰。3、如何增强监测装置的适用性为了使工作人员更好地了解变压器接点温

7、度状况，在现有的通讯管理单元上增加当地显示功能和报警功能。显示部分在正常时按接点次序轮回显示，当检修人员巡视时，也可通过按键，查看任意某一回路的温度值。温度异常报警时，会发出相对应的灯光、音响报警。四、该系统的整体介绍7课题组开发出的铁路电力专用接点光纤在线监测系统（BDP-200系列光纤温度在线监测系统）属于旋转反射动态补偿式。在设计中使用了多种新兴技术与实用技术，具有集成仪表的特点和较高的性能价格比。特别适用于铁路沿线地势偏远的场合。1、原理介绍其工作原理是利用旋转受温度调制的部件使反射光的强弱在很大的范围内线性地受温度影响，通过测量反射光的强弱

8、来测量温度的高低。传感器本身是无源器件，适合在高压环境安装使用。该系统采用近红光的可见光作为测量媒介，采用大