最好的十种变压器温度监测的传感器
发布时间：2025年8月1日 17:43:55
变压器在电力系统中承担着电压转换、电能分配等关键任务，其运行温度直接关乎设备寿命与电力供应稳定性。为精准把控变压器温度，多种先进传感器应运而生，以下为变压器温度监测领域的十大关键传感器：
- 铂热电阻（PT100）传感器：作为应用极为广泛的温度传感器，PT100 利用铂金属电阻值随温度变化的特性工作。在 0℃时，其电阻值为 100Ω，且在 - 200℃至 850℃的宽广温度区间内，电阻与温度呈现高度线性关系。在变压器绕组温度监测中，PT100 传感器精度可达 ±0.1℃，能精准捕捉绕组温度细微变化，为判断设备运行状态提供可靠数据。例如在大型电力变压器中，将 干式变压器温控器科在各种环境下长期稳定监测绝缘老化趋势，有效预防热故障。
- 热电偶传感器：基于塞贝克效应，两种不同金属导体组成闭合回路，当两端温度不同时会产生热电势，热电势大小与温度差相关。热电偶传感器响应速度极快，通常在毫秒级，能迅速感知变压器内部温度突变。测量范围更是宽泛，从 - 270℃至 2800℃不等，适用于测量变压器绕组、铁芯等高温部位。K 型热电偶因性价比高，在普通变压器温度监测中较为常见；而 S 型、B 型热电偶则凭借更高精度与耐高温特性，多用于超高压、大容量变压器的关键部位测温。
- 荧光光纤温度传感器：利用荧光材料的温度敏感性实现测温，当特定波长的激发光照射到荧光物质上时，其发出的荧光会随温度变化而改变衰减速度（荧光寿命），通过检测荧光寿命的变化即可计算出温度值。其测量范围为 - 40℃至 260℃，精度可达 ±0.5℃。该传感器具有极强的抗电磁干扰能力，信号传输过程中不受强电场、磁场影响，且光纤本身绝缘性极佳，可直接植入变压器高压绕组内部。在 500kV 及以上超高压变压器中，能精准监测绕组热点温度，即使在变压器运行时产生的强电磁环境下，仍能保持稳定的测量性能，为评估绕组绝缘老化状态提供精准数据。
- 分布式光纤测温系统：通过向光纤中发射光脉冲，利用光纤中后向散射光的温度特性来测量沿光纤分布的温度场。空间分辨率可达 1m，测温精度为 ±1℃。这种传感器可对变压器绕组、油道等进行全方位、连续的温度监测，能及时发现局部过热隐患。在大型油浸式变压器中，分布式光纤测温系统可沿绕组轴向和径向布置，实时掌握整个绕组温度分布情况，相较于点式传感器，能更全面地反映变压器内部温度状态，有效预防因局部过热引发的故障。
- 无线温度传感器：借助无线通信技术（如 LoRa、蓝牙、ZigBee 等）传输温度数据，摆脱了线缆束缚，安装维护极为便捷。电池寿命通常在 5 年以上，减少了频繁更换电池的麻烦。在变压器温度监测场景中，可将其安装在变压器高压侧、低压侧的触头、母线连接处等不易布线的部位，实时监测这些关键部位温度。例如在户外箱式变压器中，无线温度传感器可轻松部署在各个监测点，通过无线信号将温度数据传输至接收终端，实现远程温度监测。
- 红外测温传感器：基于物体都会向外辐射红外线，且辐射强度与温度相关的原理工作。可非接触式测量变压器表面温度，快速获取大面积温度分布图像。响应时间短，一般在几十毫秒内，能快速检测到温度异常区域。常用于变压器日常巡检，运维人员使用手持式红外测温仪，远距离即可对变压器油箱、套管、电缆接头等部位进行温度测量，及时发现过热隐患。在变电站大规模变压器监测中，也可安装固定式红外热像仪，对多台变压器进行 24 小时不间断监测，通过智能分析软件，自动识别温度异常设备并发出预警。
- 热敏电阻传感器：分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻。PTC 热敏电阻在特定温度范围内，电阻值随温度升高而急剧增大；NTC 热敏电阻则相反，电阻值随温度升高而减小。在变压器温度监测中，热敏电阻成本低、灵敏度高。例如在一些小型干式变压器中，常采用 PTC 热敏电阻作为温度保护元件，当温度超过设定阈值时，电阻值突变，触发保护电路，切断电源，防止变压器因过热损坏。
- 水银温度计：经典的接触式测温工具，利用水银的热胀冷缩原理测量温度。结构简单、成本低廉、读数直观。但测量精度相对较低，一般在 ±1℃左右，且响应速度较慢。在一些对温度测量精度要求不高的小型变压器或作为辅助测温手段时，仍有应用。不过，由于水银有毒，在使用和处理过程中需遵循严格安全规范，如今其使用逐渐减少。
- 压力温度计：由温包、毛细管和指示表头组成，温包内充有感温介质（如气体、液体或蒸汽）。当温度变化时，温包内介质体积膨胀或收缩，通过毛细管传递压力变化至表头，从而指示出温度值。测量范围较广，可达 - 80℃至 400℃，且便于观察读数。在大型油浸式变压器中，压力温度计常作为就地显示温度的装置，安装在变压器油箱壁上，运维人员可直接读取油温。其具有较好的抗振性能，适合在变压器运行振动环境下工作。
- 半导体温度传感器：基于半导体的电学特性随温度变化的原理，如 PN 结的正向电压与温度呈负相关。具有灵敏度高、线性度好、体积小、响应速度快等优点。在变压器温度监测系统中，可用于对温度测量精度和响应速度要求较高的场合，如变压器冷却系统的温度控制。通过精确感知油温或绕组温度，及时调节冷却风扇转速或油泵流量，实现高效散热，保障变压器稳定运行 。
