I dieci migliori sensori per il monitoraggio della temperatura dei trasformatori

发布时间：IL SUO NOME È UN'ALTRA COSA.1 agosto 2025 17:43:55

Il trasformatore nel sistema di alimentazione per sostenere la conversione di tensione, la distribuzione di energia e altri compiti chiave, la sua temperatura di funzionamento è direttamente correlata alla durata dell'apparecchiatura e alla stabilità dell'alimentazione. Per controllare con precisione la temperatura del trasformatore, sono nati diversi sensori avanzati. Di seguito sono riportati i dieci principali sensori nel campo del monitoraggio della temperatura del trasformatore:​
  1. Sensori RTD al platino (PT100): Sensore di temperatura estremamente versatile, il PT100 sfrutta la resistenza dei metalli di platino in funzione della temperatura. Ha un valore di resistenza di 100 Ω a 0 °C ed è altamente lineare con la temperatura in un ampio intervallo compreso tra - 200 °C e 850 °C. Il sensore PT100 ha un'accuratezza di ±0,1 °C nel monitoraggio della temperatura degli avvolgimenti dei trasformatori. Nel monitoraggio della temperatura degli avvolgimenti dei trasformatori, l'accuratezza del sensore PT100 di ± 0,1 ℃ può catturare con precisione le variazioni di temperatura degli avvolgimenti, per valutare lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura e fornire dati affidabili. Per esempio, nei trasformatori di potenza di grandi dimensioni, il Termostato per trasformatore a seccoLa Sezione monitora l'andamento dell'invecchiamento dell'isolamento in modo costante per un lungo periodo di tempo in una varietà di ambienti, prevenendo efficacemente i guasti termici.​
  1. Sensori a termocoppiaSulla base dell'effetto Seebeck, due diversi conduttori metallici formano un anello chiuso che genera un termopotenziale quando le temperature alle due estremità sono diverse, e la dimensione del termopotenziale è correlata alla differenza di temperatura. I sensori a termocoppia sono estremamente reattivi, tipicamente nell'ordine dei millisecondi, e possono rilevare rapidamente improvvisi cambiamenti di temperatura all'interno di un trasformatore. L'intervallo di misurazione è ancora più ampio, da - 270°C a 2800°C, adatto alla misurazione degli avvolgimenti, dei nuclei e di altre parti ad alta temperatura dei trasformatori. Le termocoppie di tipo K sono più comuni nel monitoraggio generale della temperatura dei trasformatori grazie alla loro elevata economicità, mentre le termocoppie di tipo S e B sono utilizzate nella misurazione della temperatura delle parti chiave dei trasformatori ad altissima tensione e di grande capacità, in virtù della loro elevata precisione e resistenza alle alte temperature.​
  1. Sensori di temperatura a fibre ottiche fluorescentiLa misurazione della temperatura si ottiene sfruttando la sensibilità alla temperatura dei materiali fluorescenti. Quando una specifica lunghezza d'onda di luce di eccitazione viene irradiata su un materiale fluorescente, la fluorescenza emessa cambia il suo tasso di decadimento (durata di vita della fluorescenza) in risposta alle variazioni di temperatura; il valore della temperatura può essere calcolato rilevando la variazione della durata di vita della fluorescenza. L'intervallo di misurazione va da - 40°C a 260°C con una precisione di ±0,5°C. Il sensore è estremamente resistente alle scariche elettrostatiche. Il sensore ha una forte resistenza alle interferenze elettromagnetiche, il processo di trasmissione del segnale non è influenzato da forti campi elettrici e magnetici e la fibra ottica stessa ha un eccellente isolamento, può essere impiantata direttamente all'interno dell'avvolgimento ad alta tensione del trasformatore. Nei trasformatori UHV da 500kV e oltre, è in grado di monitorare con precisione la temperatura del punto caldo degli avvolgimenti e, anche in presenza di un forte ambiente elettromagnetico generato durante il funzionamento del trasformatore, è in grado di mantenere stabili le prestazioni di misura, fornendo dati accurati per valutare lo stato di invecchiamento dell'isolamento degli avvolgimenti.​
  1. Sistema distribuito di misurazione della temperatura a fibre otticheMisura del campo di temperatura distribuito lungo una fibra ottica trasmettendo impulsi di luce nella fibra e utilizzando le caratteristiche di temperatura della luce retrodiffusa nella fibra. La risoluzione spaziale è fino a 1 m e la precisione di misurazione della temperatura è di ±1℃. Questo sensore è in grado di effettuare un monitoraggio continuo e completo della temperatura degli avvolgimenti del trasformatore, dei canali dell'olio, ecc. e di rilevare in tempo i rischi di surriscaldamento locale. Nei trasformatori a bagno d'olio di grandi dimensioni, il sistema di misurazione della temperatura a fibre ottiche distribuito può essere disposto lungo l'avvolgimento assiale e radiale, con una padronanza in tempo reale della distribuzione della temperatura dell'intero avvolgimento, rispetto ai sensori puntuali, in grado di riflettere in modo più completo lo stato della temperatura interna del trasformatore e di prevenire efficacemente i guasti causati dal surriscaldamento locale.​
  1. Sensori di temperatura wirelessI dati sulla temperatura vengono trasmessi tramite la tecnologia di comunicazione wireless (ad es. LoRa, Bluetooth, ZigBee, ecc.), che elimina la necessità di cavi e rende estremamente semplice l'installazione e la manutenzione. La durata delle batterie è solitamente superiore a 5 anni, riducendo così il problema della loro frequente sostituzione. Nello scenario del monitoraggio della temperatura dei trasformatori, il dispositivo può essere installato nel lato alta tensione del trasformatore, nel lato bassa tensione dei contatti, nelle connessioni delle sbarre e in altre parti non facili da cablare, per il monitoraggio in tempo reale di queste parti chiave della temperatura. Ad esempio, nei trasformatori a scatola esterna, i sensori di temperatura wireless possono essere facilmente installati in vari punti di monitoraggio e i dati sulla temperatura possono essere trasmessi al terminale di ricezione tramite segnali wireless per ottenere il monitoraggio remoto della temperatura.​
  1. Sensori di temperatura a infrarossiBasato sul principio che tutti gli oggetti irradiano radiazioni infrarosse verso l'esterno e che l'intensità delle radiazioni dipende dalla temperatura. Può misurare senza contatto la temperatura superficiale del trasformatore, accedendo rapidamente a un'ampia area di distribuzione della temperatura. Il tempo di risposta è breve, generalmente entro decine di millisecondi, in grado di rilevare rapidamente l'area di anomalia della temperatura. Comunemente utilizzato nell'ispezione quotidiana dei trasformatori, il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione utilizza un termometro a infrarossi portatile, che può essere installato a distanza sul serbatoio del trasformatore, sull'involucro, sulle giunzioni dei cavi e su altre parti della misurazione della temperatura, per scoprire tempestivamente i problemi nascosti di surriscaldamento. Nella sottostazione su larga scalaMonitoraggio dei trasformatoriÈ inoltre possibile installare telecamere fisse a infrarossi per monitorare più trasformatori 24 ore su 24 e, grazie a un software di analisi intelligente, identificare automaticamente le anomalie di temperatura ed emettere avvisi.​
  1. Sensori a termistoreI termistori PTC sono classificati in termistori a coefficiente di temperatura positivo (PTC) e a coefficiente di temperatura negativo (NTC), in cui il valore della resistenza aumenta drasticamente con l'aumentare della temperatura in un intervallo di temperatura specifico, e termistori NTC, in cui è vero il contrario: il valore della resistenza diminuisce con l'aumentare della temperatura. Nel monitoraggio della temperatura dei trasformatori, i termistori hanno un costo contenuto e un'elevata sensibilità. Ad esempio, in alcuni piccoli trasformatori a secco, i termistori PTC sono spesso utilizzati come elementi di protezione della temperatura; quando la temperatura supera la soglia impostata, il valore della resistenza cambia bruscamente, innescando il circuito di protezione, interrompendo l'alimentazione ed evitando che il trasformatore venga danneggiato dal surriscaldamento.​
  1. termometro a mercurioUn classico strumento di misurazione della temperatura a contatto che utilizza il principio di espansione e contrazione termica del mercurio per misurare la temperatura. Struttura semplice, costo contenuto, lettura intuitiva. Tuttavia, l'accuratezza della misura è relativamente bassa, generalmente di ± 1 ℃ o giù di lì, e la velocità di risposta è lenta. In alcuni casi i requisiti di accuratezza della misurazione della temperatura non sono elevati, per trasformatori di piccole dimensioni o come mezzo ausiliario di misurazione della temperatura, ci sono ancora applicazioni. Tuttavia, a causa della tossicità del mercurio e della necessità di seguire rigorose norme di sicurezza nel suo utilizzo e nella sua manipolazione, il suo impiego è oggi in graduale declino.​
  1. termometro a pressioneÈ costituito da un pacchetto di temperatura, da un tubo capillare e da una testa indicatrice, riempiti con un fluido sensibile alla temperatura (ad esempio, gas, liquido o vapore). Al variare della temperatura, il volume del fluido nel pacchetto si espande o si contrae e la variazione di pressione viene trasmessa alla testa dell'indicatore attraverso il tubo capillare, indicando così il valore della temperatura. Il campo di misura è ampio, da - 80 ℃ a 400 ℃, ed è facile osservare la lettura. Nei trasformatori a bagno d'olio di grandi dimensioni, il termometro a pressione viene spesso utilizzato come dispositivo per la visualizzazione della temperatura in loco; installato sulla parete del serbatoio del trasformatore, il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione può leggere direttamente la temperatura dell'olio. Ha buone prestazioni antivibranti, adatte a lavorare nell'ambiente vibratorio del funzionamento del trasformatore.​
  1. Sensori di temperatura a semiconduttoreBasato sul principio che le caratteristiche elettriche dei semiconduttori cambiano con la temperatura, ad esempio la tensione in avanti di una giunzione PN è negativamente correlata alla temperatura. Ha i vantaggi dell'alta sensibilità, della buona linearità, delle dimensioni ridotte e della velocità di risposta. Nel sistema di monitoraggio della temperatura del trasformatore, può essere utilizzato in occasioni con elevati requisiti di accuratezza della misura della temperatura e velocità di risposta, come il controllo della temperatura del sistema di raffreddamento del trasformatore. Attraverso il rilevamento preciso della temperatura dell'olio o della temperatura dell'avvolgimento, la regolazione tempestiva della velocità della ventola di raffreddamento o del flusso della pompa dell'olio, si ottiene un'efficiente dissipazione del calore, per garantire il funzionamento stabile del trasformatore.
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