في الأنظمة الصناعية الحديثة، غالبًا ما تُعدّ التغيرات الطفيفة في درجة حرارة تشغيل المعدات بمثابة خريطة بديهية لحالتها الفيزيائية الداخلية وكفاءتها التشغيلية. وقد أظهرت العديد من الممارسات الهندسية أنه في تطور المعدات الصناعية من تدهور الأداء إلى عطل وظيفي، عادةً ما تظهر شذوذات درجة الحرارة أولًا كأهم إشارة تحذير. لذلك، أصبحت مراقبة درجة الحرارة حلقة وصل أساسية لضمان موثوقية المعدات الصناعية، وأصبح بناء نظام دقيق لمراقبة درجة حرارة المعدات وسيلةً أساسيةً للجمع بين الفعالية التقنية والعقلانية الاقتصادية في مجال مراقبة السلامة الصناعية.
01استراتيجية أساسية للتحذير من الأعطال الكهربائية استنادًا إلى الشذوذ الحراري
في أنظمة توزيع الطاقة، من الضروري فهم حالة تشغيل معدات نقل الطاقة عالية الجهد من خلال مراقبة درجة الحرارة. وباعتبارها جوهر نظام الطاقة، تشمل المعدات الكهربائية الأساسية قواطع الدائرة، والمحولات، وقواطع IGBT، والكابلات، وقضبان التوزيع، وخزانات المفاتيح، وغيرها. تتصل المعدات كهربائيًا عبر قضبان التوزيع، والأسلاك، والكابلات. عند مرور التيار الكهربائي عبر هذه المكونات، تتولد الحرارة، وتنعكس جميع الأعطال الكهربائية تقريبًا بشكل مباشر على شكل تغيرات غير طبيعية في درجة الحرارة عند نقطة العطل.
لذلك، في مجال مراقبة درجة حرارة معدات الطاقة، تواجه تكنولوجيا الاستشعار الحالية ثلاثة تحديات أساسية، ومن الضروري تحقيق تقدم كبير للتكيف مع الاحتياجات الخاصة لسيناريوهات نقل وتحويل الطاقة عالية الجهد:
عنق الزجاجة في أداء العزل عالي الجهد
تفتقر أجهزة استشعار درجة الحرارة السائدة عمومًا إلى القدرة على التكيف مع البيئات ذات الجهد العالي ولا يمكنها تحمل الجهد العالي لمعدات الطاقة، مع خطر الانهيار أو فشل العزل.
عدم التسامح الكافي مع التداخل الكهرومغناطيسي القوي
سيؤدي المجال الكهرومغناطيسي عالي التردد الناتج عن معدات الطاقة أثناء التشغيل (مثل كثافة مغناطيسية لتسرب المحولات تبلغ 0.5 تسلا) إلى تداخل خطير مع أجهزة الاستشعار الإلكترونية التقليدية، مما يؤدي إلى عدم القدرة على نقل بيانات درجة الحرارة بشكل مستمر ولحظي. هذا التداخل لا يُعيق المراقبة اللحظية فحسب، بل يُحتمل أيضًا أن يُخفي إشارة ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عن الأعطال المبكرة.
قيود بيئة التثبيت المعقدة
تخضع أجهزة الاستشعار الحالية لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بمساحة وموقع التركيب. فمواقع التركيب البعيدة جدًا أو القريبة جدًا تؤثر على فعالية قياس درجة حرارة المستشعر. على سبيل المثال، سيؤدي البعد الشديد إلى ضعف الإشارة، بينما سيتأثر حجم التركيب بشكل مباشر، ما يمنع تركيبه.
نظام قياس درجة الحرارة 02GaAs – ملك مراقبة درجة الحرارة في ظل ظروف العمل القاسية
مع التطور والتحديث المتسارع لتكنولوجيا استشعار الألياف الضوئية، أصبح نظام قياس درجة الحرارة بالألياف الضوئية، القائم على زرنيخيد الغاليوم (GaAs)، الحل الرائد عالميًا في مجال مراقبة درجات الحرارة عالية الدقة عبر الإنترنت، وخاصةً في البيئات القاسية، مثل أنظمة الطاقة عالية الجهد وذات المجال المغناطيسي القوي. يجمع هذا النظام بشكل مبتكر بين الخصائص الكهروضوئية لمواد زرنيخيد الغاليوم وخصائص العزل الجوهرية لاستشعار الألياف الضوئية، مما يُسهم في سد الثغرات في مراقبة أجهزة استشعار درجة الحرارة التقليدية في ظل ظروف عمل معقدة. وقد حقق تحسنًا هائلًا في استقرار درجات الحرارة العالية، ومقاومة التداخل، والدقة المكانية، موفرًا دعمًا فنيًا ثوريًا للتشغيل الآمن والتشغيل الذكي وصيانة معدات الطاقة.
نظام قياس درجة الحرارة بالألياف البصرية GaAs من كابل TST
نظام قياس درجة حرارة الألياف البصرية GaAs بكابل TST هو نظام لقياس درجة حرارة الألياف البصرية، قادر على رصد درجة حرارة النقاط الساخنة مباشرةً. يعتمد على مبدأ تقنية عرض نطاق أشباه الموصلات لتحقيق رصد مباشر لدرجة حرارة النقاط الساخنة لمعدات الطاقة. يُعدّ خيارًا مثاليًا لمراقبة درجة الحرارة عبر الإنترنت في قطاع توليد الطاقة، ويُستخدم على نطاق واسع في المولدات الكبيرة ومحولات الطاقة والمفاعلات.
معلمات المنتج
| مدى درجة الحرارة | من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية | |
| دقة قياس درجة الحرارة | ±1 درجة مئوية (المقياس الكامل +/-1%) | |
| تردد أخذ العينات | 200 مللي ثانية (لكل قناة) | |
| دقة | 0.1℃ | |
| نوع الألياف | 62.5 ميكرومتر (ألياف الكوارتز) | |
| مستشعر درجة الحرارة | الحد الأدنى: 300 ميكرومتر | |
| طول المستشعر | حتى 1000 متر | |
| نوع الموصل البصري | محصنة تماما | |
| التوافق الكهرومغناطيسي | شارع | |
| خصائص العزل والتوافق في زيت المحولات والخصائص الكيميائية | في الهواء: | |
| مسافة 30 سم، اختبار مستوى العزل حتى 142 كيلو فولت (معهد شيجاو) | ||
| في زيت المحولات: | ||
| الخواص الميكانيكية | 60 هرتز تيار متردد: 13.4 كيلو فولت/مم (طرف)، 16.1 كيلو فولت/مم (كابل) | |
| مصدر الضوء | نبضة البرق السلبية: 26.9 كيلو فولت/مم (طرف/كابل) | |
| مدى درجة الحرارة | ناعم | قابلة للانحناء (نصف قطر الانحناء: 3 سم) |
| دقة قياس درجة الحرارة | >30 سنة | |
03 مزايا النظام: إعادة تعريف معايير قياس درجة الحرارة الصناعية
01 الاختراقات التكنولوجية
من خلال الجمع بين مزايا الخسارة المنخفضة والنطاق الترددي العالي لنقل الألياف الضوئية، تم تحقيق ثلاثة اختراقات تكنولوجية رئيسية:
المناعة الكهرومغناطيسية: يتجنب التصميم البصري الكامل التداخل الكهرومغناطيسي تمامًا ويمكنه العمل بثبات في بيئات المجال الكهرومغناطيسي القوي؛
اختراق دقيق: يبلغ قطر قلب الألياف 0.125 مم فقط، ويمكن دمج المستشعر في مساحات مغلقة لا تستطيع أجهزة قياس الحرارة التقليدية الوصول إليها، مثل طبقات لف المحولات وغرف الهواء الخاصة بمعدات GIS؛
الاستجابة الديناميكية: تدعم سرعة اكتساب درجة الحرارة على مستوى الملي ثانية التقاط الأحداث الحرارية العابرة في الوقت الفعلي مثل تأثير تيار الدائرة القصيرة والتسخين بالتفريغ الجزئي.
02 المزايا الأساسية
قياس دقيق ومستقر، بدون قلق
دقة ±1 درجة مئوية أو أعلى، مضادة للتداخل، لا يوجد انحراف إلكتروني، دورة معايرة طويلة، وتلبي مراقبة مستمرة صناعية.
نقل مضاد للتداخل، يتكيف مع المعقد
لا يتأثر نقل الألياف الضوئية بالكامل بالحقول الكهرومغناطيسية القوية ويمكن أن يعمل بثبات في المشاهد المعقدة مثل محطات الطاقة النووية ومعدات الطاقة.
مقاومة للتآكل ودرجات الحرارة، والتكيف مع الظروف القاسية
مقاومة للتآكل الحمضي والقلوي، نطاق درجة حرارة العمل -200 درجة مئوية ~ 300 درجة مئوية (بعضها أعلى)، تتكيف مع البيئات القاسية مثل الصناعة الكيميائية وآبار النفط.
الاستجابة السريعة والسلامة الجوهرية
بفضل الاستجابة التي تستغرق ميلي ثانية، لا يواجه نظام الألياف الضوئية أي خطر حدوث شرارات كهربائية وهو مناسب للسيناريوهات القابلة للاشتعال والانفجار مثل البتروكيماويات ومناجم الفحم.
قلب قابل للاستبدال، سهل الصيانة
من خلال التصميم المعياري والواجهات الموحدة، تم إحداث ثورة كاملة في طريقة صيانة أنظمة قياس درجة الحرارة الصناعية.
لا يُعد نظام قياس درجة الحرارة بالألياف الضوئية المزودة بكابلات TST، والمُصنّع من زرنيخيد الغاليوم، ابتكارًا تقنيًا فحسب، بل يُعد أيضًا بنية تحتية أساسية لتحويل أنظمة الطاقة إلى أنظمة عالية الموثوقية وذكية ومنخفضة الكربون. تُعيد خصائصه الدقيقة والآمنة وطويلة الأمد صياغة المنطق الأساسي لقياس درجة الحرارة الصناعية، وتُضفي زخمًا أساسيًا على تحسين مرونة البنية التحتية للطاقة العالمية وتطويرها بذكاء.
في الوقت الحاضر، يغطي عملاؤنا شركات الطاقة المحلية والأجنبية الرائدة، بما في ذلك شركتي الطاقة العملاقتين الرئيسيتين State Grid وChina Southern Power Grid، ومحطات الطاقة الكهرومائية التابعة لمجموعة Three Gorges ومجموعات توليد الطاقة الخمس الكبرى، وشركات تصنيع المعدات المحلية الرائدة مثل Shanghai Electric وDongfang Electric وHarbin Electric، والشركات ذات الشهرة الدولية مثل GE وVOITH في الولايات المتحدة، والتي توفر حلول قياس درجة الحرارة المتقدمة لأنظمة الطاقة العالمية.
Also available in:
العربية 
الإنجليزية