背景
特高压设备是电力传输的重要载体，它的运行温度制约着高压超高压输配电系统的安全运行，温度升高会使绝缘老化，泄露电流增大，最终导致绝缘击穿。特高压交、直流输电网除了能实现电能大规模和远距离输送的需求外，还可以大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性，具有显著的社会、经济效益。然而电网的运行电压等级越高，相应的技术要求也就越高。因此，无论是从特高压设备自身安全运行角度考虑，还是从电力系统调度需要角度考虑，都迫切需要建立高压超高压电力电缆实时在线测温系统。目前国内外所采取的实时监测温度方法主要有点式测温和线式测温两种。点式测温主要是指将热电偶等点式感温装置装在特高压设备重要部位进行测温，此方法只能测量局部位置温度，而无法对动辄十几公里的特高压设备线路实现温度在线监测，而且测量精度也较低；线式测温随特高压设备本体全线敷设测温光纤，基于光纤光栅原理的测温、基于拉曼散射原理的测温原理，能连续测量和准确定位光纤所处空间各点的温度，且测量精确度较高。因此，测温系统在特高压设备测温应用前景较好。
1光纤测温系统的特点
光纤测温的机理是依据后向拉曼（Raman）散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射，散射有多种，如：瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称为斯托克斯（Stokes）光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯（Anti-stokes）光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯（Anti-stokes）光强发生变化，Anti-stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的测量。
图1光电转换电路图转化电路
光纤测温系统采用国际上最先进的线型火灾探测器，系统集光、电、机械、计算机和微弱信号检测等高新技术为一体，可实现大范围空间温度实时测量，具有测量距离长、无测量盲区、实时监测、可精确定位等优点，在电力系统领域均有广泛应用。
2光纤温度监测系统在特高压设备中的应用
3.1特高压设备、变电站实时温度监测
传统上，在特高压设备或变电站的特高压设备夹层、特高压设备廊道甚至输煤皮带等处均需采用感温特高压设备作为温度的监测和报警设备。由于感温特高压设备只能以固定温度作为报警值，(如感温特高压设备出厂时设定的温度为68℃，那么只有当被监测点的温度达到68℃时才能报警)，因此在不同的场合、不同的情况下不能根据环境的需要灵活设置报警值，因而也经常会发生误报和拒报的情况。光纤温度监测系统是一个连续的实时温度监测系统，可以根据不同场合、不同情况的需要灵活地通过后台计算机设置报警温度值，又由于温度数据是实时采集的，因此也可以根据需要进行预报警的设置及以温度变化率的方式作为报警条件，还可将几种报警方式进行“与”、“或”逻辑运算作为报警条件。同时系统报警后光纤可恢复使用，不需要更换光纤，给系统的维护带来很大的便利性。此外光纤温度监测系统具有灵活的报警信号输出方式，不但可以以继电器干接点的方式输出报警信号也可以以数字通讯接口的方式输出报警信息，所以与消防报警控制主机可以实现无缝连接，浑然一体。同时系统报警后，光纤可恢复使用，不需要重新更换光纤，给系统的维护带来很大的便利性，是感温特高压设备的良好替代品。
3.2实时掌握特高压设备中关键设备的运行温度
电力安全生产、运行管理部门为了保证系统的安全运行，定期对特高压关键设备要进行运行温度的巡检采集及分析，比较常用的方法是由巡检人员手持红外测温仪或红外热成像仪来采集发电机组、变压器、配电柜、特高压设备接头等处的温度，由于采集设备是离线式的，所采集的数据也是离散的，非实时在线的，这对于电力系统这样一个运行方式时刻变化着的系统而言，其实时性显然是不够的，因此安全的保障是不全面的。而金属热电偶这种传统的在线温度监测系统，由于其自身构成及信号传输方式的限制(如感温探头是金属的，因此绝缘性不好，温度信息以0～20mA的弱电流信号沿金属导线传输，在强电磁场环境下易受干扰，影响测温精度)，加之运行维护成本高和繁琐，使得它也不是一种好的在线温度监测系统。由于光纤是用石英材料所造，属绝缘材料，故此不会象金属导线那样受电磁场或磁场诱导干扰，也不存在高压绝缘破坏的问题。同时光纤非常细小，加之柔软、量轻使得它安装施工非常简便，可以将其缠绕在如开关柜内的静、动触头及电缆接头上及发电机的定子绕组、变压器的内部，可以实现对这些封闭点的温度监测，这是其它测温手段所无法实现的
3.3在特高压设备中温度测量的发展
我国特高压交流输变电装备技术近年来取得了迅速发展，随着特高压工程大规模建设，确保特高压电网安全稳定的关键是核心装备。依托工程建设实践，我国特高压交流核心设备，如变压器、GIS、串补装置、避雷器等在产品设计、制造工艺等方面有了长足进步，掌握了关键技术，总体性能参数达到国际领先水平。
随着电力系统的发展，对电力设备的温度监测将会越来越受到重视。光纤测温系统成本的降低以及测温精度等指标的提高，必将促使其在电力系统中的应用更加广泛与深入。
（1）温度监测系统与点式光纤光栅监测系统相结合构造厂站温度监控系统实现发特高压设备和变电站重要设备的温度监控，提供全厂（站）重要区域温度信息，及时发现安全隐患，保证电力安全生产、稳定可靠运行。
（2）光纤测温系统与电缆故障诊断技术相结合构造基于光纤温度传感器的电缆在线故障诊断系统，不仅能实现电缆线芯温度实时监测和动态载流量分析，而且能将电量信号和温度信号结合实现电缆电气故障识别和定位。
（3）随着光纤测温系统长距离监测技术的成熟，结合应力监测功能将其应用到海底电缆与架空线路的安全监测中也是将来发展的一个方向。
（4）光纤测温系统用于其它电力设备的温度监测，如变压器、绝缘子、熔断器、绝缘套管、电容器和高压电动机等等，并可结合电气设备特征开发出相应的状态监测、性能评估和故障诊断系统
参考文献
[1]刘丽华，王军等.光纤温度传感器的应用及发展[J].仪器仪表学报，2017，2.
[2]苏东波.光纤温度传感器发展现状[J].传感器技术，2017，6.
[3]张颖，张娟等.光纤温度传感器的研究现状及趋势[J].仪器仪表与传感器，2017，9