変圧器の温度監視に最適なセンサー10選
发布时间2025年8月1日 17:43:55
電力系統の変圧器は、電圧変換や配電などの重要な仕事を担っており、その動作温度は機器の寿命や電力供給の安定性に直接関係しています。変圧器の温度を正確に制御するために、様々な先進的なセンサーが登場し、以下は変圧器の温度監視の分野でトップ10の主要なセンサーです：
- プラチナRTD（PT100）センサーPT100は、白金金属の温度依存性抵抗を利用した、非常に汎用性の高い温度センサです。0 °Cで100 Ωの抵抗値を持ち、-200 °Cから850 °Cの広い温度範囲で温度に対して非常に直線的です。PT100センサは、トランス巻線の温度監視において±0.1 °Cの精度を持ちます。変圧器の巻線温度監視において、±0.1 ℃のPT100センサ精度は、巻線温度変化を正確に捉え、機器の動作状態を判断し、信頼性の高いデータを提供することができます。例えば、大型電源トランスでは 乾式変圧器サーモスタットこのセクションは、さまざまな環境下で長期間にわたって断熱材の経年劣化の傾向を一貫して監視し、熱劣化を効果的に防止します。
- 熱電対センサーゼーベック効果に基づき、2つの異なる金属導体が閉ループを形成し、両端の温度が異なると熱電位が発生します。熱電対センサーは非常に応答性が高く、通常はミリ秒単位で、変圧器内の急激な温度変化を素早く感知することができます。測定範囲はさらに広く、-270℃から2800℃までで、変圧器の巻線、コア、その他の高温部品の測定に適しています。 K型熱電対は、費用対効果が高いため、一般的な変圧器の温度監視に多く使用されていますが、S型熱電対やB型熱電対は、その高精度と耐高温性により、超高圧変圧器や大容量変圧器の主要部品の温度測定に使用されています。
- 蛍光ファイバー温度センサー温度測定は、蛍光体の温度感度を利用したもので、蛍光体に特定波長の励起光を照射すると、温度変化に応じて発光する蛍光の減衰率（蛍光寿命）が変化し、その蛍光寿命の変化を検出することで温度値を算出する。測定範囲は-40℃～260℃、精度は±0.5℃。センサーは静電気放電に極めて強い。センサーは電磁干渉に対して強い耐性があり、信号伝送プロセスは強い電界や磁界の影響を受けず、光ファイバー自体は優れた絶縁性を持ち、変圧器の高電圧巻線内に直接埋め込むことができます。500kV以上の高圧変圧器では、巻線のホットスポット温度を正確にモニターすることができ、変圧器の運転中に発生する強い電磁環境下でも安定した測定性能を維持し、巻線の絶縁劣化状態を評価するための正確なデータを提供します。
- 分散型光ファイバー温度測定システム光ファイバーに光パルスを伝送し、ファイバー内の後方散乱光の温度特性を利用して、光ファイバーに沿って分布する温度場を測定する。空間分解能は最大1m、温度測定精度は±1℃。このセンサーは、変圧器の巻線、油路などの全方位的な連続温度監視を行うことができ、局所的な過熱の危険を時間内に検出することができます。大型油入変圧器では、分散型光ファイバー温度測定システムを巻線の軸方向と半径方向に沿って配置し、巻線全体の温度分布をリアルタイムで把握することができ、ポイントセンサーと比較して、変圧器の内部温度状態をより包括的に反映し、局所的な過熱による故障を効果的に防止することができます。
- ワイヤレス温度センサー温度データは無線通信技術（LoRa、Bluetooth、ZigBeeなど）で送信されるため、ケーブルが不要で、設置やメンテナンスが非常に簡単。バッテリー寿命は通常5年以上であり、頻繁なバッテリー交換の手間が軽減される。変圧器の温度監視シナリオでは、変圧器の高圧側、低圧側の接点、母線接続部など配線が容易でない部分に設置し、これらの重要な部分の温度をリアルタイムで監視することができます。例えば、屋外のボックス型変圧器では、ワイヤレス温度センサーをさまざまな監視ポイントに簡単に配置でき、温度データをワイヤレス信号で受信端末に送信して、遠隔温度監視を実現できます。
- 赤外線温度センサーすべての物体は外部に赤外線を放射し、放射の強さは温度に依存するという原則に基づいています。変圧器の表面温度を非接触で測定することができ、温度分布画像の広い領域に迅速にアクセスできます。応答時間は短く、一般に数十ミリ秒以内、すぐに温度の異常区域を検出できます。手持ち型の赤外線温度計を使用して変圧器の日常点検、操作および維持の人員で一般に使用されて、リモートは変圧器のタンク、ブッシュ、ケーブルの接合箇所および温度測定の他の部品、過熱する隠された危険の時機を得た発見にある場合もあります。変電所の大規模な変圧器の監視では、また、インテリジェントな解析ソフトウェア、機器の温度異常の自動識別と早期警告を発行することにより、24時間途切れない監視のための複数の変圧器、固定赤外線カメラをインストールすることができます。
- サーミスタ・センサPTCサーミスタは、特定の温度範囲において温度が上昇するにつれて抵抗値が急激に増加する正温度係数（PTC）サーミスタと負温度係数（NTC）サーミスタに分類され、NTCサーミスタは逆に温度が上昇するにつれて抵抗値が減少する。変圧器の温度監視では、サーミスタは低コストで高感度である。例えば、一部の小型乾式変圧器では、PTCサーミスタが温度保護素子として使用されることが多く、温度が設定されたしきい値を超えると抵抗値が急激に変化し、保護回路が作動して電源が遮断され、変圧器の過熱による破損を防ぐことができます。
- 水銀温度計水銀の熱膨張と熱収縮の原理を利用した古典的な接触式温度測定器。シンプルな構造、低コスト、直感的な読み取りが可能。しかし、測定精度は比較的低く、一般的に±1℃程度で、応答速度も遅い。温度測定精度の要件は、小型変圧器のために、または温度測定の補助手段として高くないのいくつかでは、まだアプリケーションがあります。しかし、水銀には毒性があり、その使用や取り扱いには厳格な安全規範に従う必要があるため、今日ではその使用は徐々に減少している。
- 圧力温度計温度パッケージ、キャピラリーチューブ、インジケーターヘッドで構成され、温度パッケージ内は感温媒体（気体、液体、蒸気など）で満たされています。温度が変化すると、パッケージ内の媒体の体積が膨張または収縮し、その圧力変化がキャピラリーチューブを通してゲージヘッドに伝わり、温度値を示します。測定範囲は-80℃から400℃までと広く、読み取り値の観察も容易です。大きい油浸された変圧器では、圧力温度計は変圧器タンクの壁に取付けられて温度をその場で表示する装置として頻繁に使用され、操作および維持の人員は直接オイルの温度を読むことができます。それは変圧器操作の振動環境の下で働くために適したよい反振動性能を備えています。
- 半導体温度センサー半導体の電気的特性が温度によって変化する原理を利用したもので、例えばPN接合の順方向電圧は温度によって負の相関を示す。高感度で直線性が良く、小型で応答速度が速いという利点がある。変圧器温度監視システムでは、変圧器冷却システムの温度制御など、温度測定精度と応答速度に対する要求が高い場面で使用できます。油の温度または巻上げの温度の正確な感知によって、変圧器の安定した操作を保障するために有効な熱放散を達成する冷却ファンの速度またはオイル ポンプの流れの時機を得た調節。
