变压器绕组是变压器的核心电能转换部件,由铜或铝质绝缘导线绕制而成,分为高压绕组与低压绕组。其核心作用是通过电磁感应原理实现电压的升高或降低,是电能从发电端传输到用电端的关键 “枢纽”。
绕组的温度状态直接关联绝缘性能与使用寿命,一旦温度异常,极易引发安全故障。
变压器绕组的常见故障均与温度异常密切相关,主要包括:
绕组短路:分为匝间短路、相间短路,多因绝缘老化或过电压导致,会瞬间引发局部高温,严重时烧毁绕组;
绝缘损坏:长期高温会加速绝缘层老化、开裂,降低绝缘强度,增加短路风险;
绕组变形:短路冲击或机械振动导致绕组形变,改变电磁耦合状态,间接引发局部发热;
接触不良:绕组引线接头松动或氧化,接触电阻增大,形成局部热点,持续升温会破坏接头绝缘。
变压器运行时的核心发热点集中在以下部位,其中绕组是需重点监测的关键:
绕组:电流通过导线产生的 “铜损”(电阻损耗)是主要热源,负荷越高,发热越显著;
铁芯:交变磁场引发的 “铁损”(磁滞、涡流损耗)产生热量,多集中在铁芯叠片处;
引线接头:接触不良时的电阻损耗会形成局部热点,热量易堆积;
冷却系统:散热器堵塞、风扇故障会导致散热效率下降,间接加剧绕组升温。
绕组作为电能转换的核心,其温度直接决定变压器安全,是温度监测的核心对象。
绕组温度升高的根本原因可归结为 “产热过多” 或 “散热不足”,具体包括:
负荷过载:运行电流超过额定值,铜损急剧增加,热量快速积累;
冷却失效:冷却器(散热器、油泵)故障,或散热通道堵塞,热量无法及时排出;
内部故障:匝间短路、接头接触不良等问题,会在局部产生异常高温;
环境影响:夏季高温、密闭空间通风差,导致外部散热条件恶化;
绝缘老化:绝缘层劣化后导热性下降,绕组产生的热量无法快速传递至冷却系统。
无线传感器:通过 LoRa、蓝牙等无线模块传输数据,安装灵活,但易受变压器强电磁场干扰,测量精度低,且信号稳定性差;
红外热像仪:非接触式检测,通过扫描设备外部温度推算绕组温度,无法直接获取绕组内部温度,受环境遮挡、温度影响大,误差明显;
PT100 铂电阻:利用金属电阻随温度变化的特性测量,需靠近绕组安装,但金属材质易受电磁干扰,且高温下易老化,使用寿命短(仅 2-3 年);
贴片式传感器:粘贴于变压器油箱表面,间接反映绕组温度,存在明显滞后性,无法捕捉内部局部过热;
荧光光纤传感器:接触式监测,单个探头对应一个热点,通过荧光材料寿命随温度变化的特性采集数据,依托光纤传输信号,耐高电压、绝缘性强,变送器体积小巧,单台测温装置最多支持 64 通道,信号传输距离最长 80 米。
荧光光纤传感器在变压器绕组温度监测中具备不可替代的优势,核心亮点包括:
接触式精准测温:单个探头对应一个绕组热点,直接接触监测,能实时捕捉核心发热点温度,避免间接测量的误差;
耐高电压 + 强绝缘:光纤与探头均为全绝缘材质,可耐受高压环境,完全符合变压器高压设备的安全要求,无短路风险;
抗干扰能力极强:光纤传输信号不受变压器强电磁场影响,数据稳定无漂移,适用于复杂电磁环境;
高兼容性与灵活性:变送器体积小巧,易集成到现有系统,单装置最多支持 64 通道,可同时监测多个热点,还能根据变压器型号定制安装方案;
高性价比与长寿命:无需频繁维护,使用寿命远超传统传感器,长期使用成本更低;
多场景适配性:除变压器外,还可应用于开关设备、大型水轮机、大电机定子等电力设备,以及射频热疗仪、核磁共振仪等医疗设备,ICP 等离子体刻蚀系统等半导体设备,适用范围极广。
荧光光纤传感器需要和绕组直接接触吗?需要。采用接触式设计,单个探头对应一个绕组热点,能精准捕捉该位置的实时温度,确保数据准确。
安装荧光光纤会影响变压器正常运行吗?不会。变送器小巧,安装可在变压器制造或检修时完成,不改变绕组结构与绝缘性能,无需停机即可完成后期维护(若有需求)。
荧光光纤传感器需要定期校准吗?无需校准。出厂前已完成精准调试,长期使用中数据稳定性强,无需额外校准操作,减少维护成本。
你们的荧光光纤传感器有全球应用案例吗?有。产品已服务于全球多个国家的电力、医疗、半导体行业客户,涵盖变电站变压器、大型工业设备等场景,可提供案例参考。
荧光光纤除了变压器,还能应用在哪些设备上?应用场景广泛,包括电力设备(开关设备、大电机定子、电缆头、GIS 开关)、医疗设备(射频热疗仪、微波热疗仪、核磁共振仪)、半导体设备(ICP 等离子体刻蚀系统、反应离子刻蚀系统),以及电火工品 EED、微波消解仪、高能粒子环境等特种场景。
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