Системы температурного мониторинга трансформаторов арсенид-галлиевые LumaSHIELD

Назначение

Системы температурного мониторинга трансформаторов арсенид-галлиевые модели LumaSHIELD (далее по тексту - системы LumaSHIELD) предназначены для измерений температуры наиболее нагретых точек обмотки различных трансформаторов (в т.ч. малой мощности, распределительных, высокого, сверхвысокого и ультравысокого напряжения), а также верхних слоев трансформаторного масла в реальном времени с целью контроля за состоянием изолирующего материала обмоток, и предотвращения аварий, которые могут возникнуть в результате медленных процессов разрушения изоляции трансформаторов.

Описание

Принцип действия системы LumaSHIELD, состоящей из устройства измерения и обработки сигналов и подключаемых к нему датчиков температуры исполнений «OTG-T», «OTG-T+», основан на свойстве поглощения света полупроводниками и заключается в освещении чувствительного элемента датчика (далее - ЧЭ) - арсенид-галлиевого (GaAs) кристалла датчика и расчете температуры по граничной длине волны спектра оптического поглощения данного кристалла. ЧЭ помещен в защитную трубку и соединен с оптоволоконным кабелем, имеющим перфорированное тефлоновое покрытие. Кабель дополнительно защищен спиральной тефлоновой оплеткой. Датчик также оснащается фиксирующим диском, который обеспечивает простую и надежную установку чувствительного элемента датчика в специальную вставку, с помощью которой он размещается в обмотке трансформатора. Датчики исполнения «OTG-T+» отличаются от исполнения «OTG-T» наличием специального разъема, позволяющим увеличивать длину кабеля.

Устройство измерения и обработки сигналов конструктивно выполнено в прямоугольном пластиковом корпусе, внутри которого размещены измерительные блоки (от одного до четырех в зависимости от количества каналов) и могут быть размещены платы релейных и аналоговых выходов, а также коммуникационных портов RS232, RS485 и Ethernet. На лицевой панели корпуса расположены жидкокристаллический дисплей, кнопки управления, разъемы для подключения датчиков, выходы коммуникационных портов и релейные выходы. Устройство измерения и обработки сигналов обеспечивает отображение результатов измерений температуры в реальном времени на ж/к дисплее и передачу их на персональный компьютер, а также сохранение данных с заданными интервалами. Датчик температуры подключается к устройству измерения и обработки сигналов при помощи оптоволоконного кабеля связи через специальный оптический переходник OFT-N38 со стандартными защелкивающимися разъемами типа ST. Переходник имеет резьбовое соединение 3/8-18 NPT для установки в отверстия монтажной пластины FWP-N38.

Фотография общего вида системы LumaSHIELD представлена на рисунке 1:

Рис. 1 - Система LumaSHIELD (4 канала) в сборе с 2-мя датчиками

Программное обеспечение

Метрологически значимое программное обеспечение (ПО) системы LumaSHIELD состоит только из встроенного ПО.

Встроенное ПО находится в ПЗУ, размещенном в неразборном корпусе измерительного блока устройства измерения и обработки сигналов системы, и не доступно для внешней модификации.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «A» (в соответствии с МИ3286-2010). Не требуется специальных средств

защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО средства измерений (СИ) и измеренных данных.

___________________Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Технические характеристики

Диапазон измеряемых температур, °С: ............................от минус 40 до плюс 230

Разрешающая способность ж/к дисплея системы, °С:

Пределы допускаемой абсолютной погрешности систем, °С:

Время отклика датчиков системы, с:

Количество каналов, шт.:.................................................................от 3 до 16

Напряжение питания, В: .........................................от 12 до 24 (постоянный ток)

Максимально потребляемая мощность, В •А:

Электрическое сопротивление изоляции в течение 1 минуты должно выдерживать напряжение, В, не менее:

Диапазон изменения выходного аналогового сигнала, мА:  от 4 до 20 или от 0 до 1 Габаритные размеры, мм:

- устройство измерения и обработки сигналов: ..............................310^125x136

- датчики температуры: - длина:

- оптоволоконный кабель с ЧЭ: от 1000 до 50000 (по специальному заказу);

- оптоволоконный кабель связи: до 1000 до 50000 (по специальному заказу)

- диаметр: ...................................................1,1 (ЧЭ); от 2 до 4 (кабель))

Масса устройства измерения и обработки сигналов, кг, не более:......................2,5

Рабочие условия эксплуатации (для устройства измерения и обработки сигналов):

- температура окружающей среды, °С: ...........................от минус 40 до плюс 75

- относительная влажность воздуха (без конденсации), %:...........................до 95

Средний срок службы систем - не менее срока службы трансформаторов.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации (в правом верхнем углу) типографским способом, а также на корпус устройства измерения и обработки сигналов системы с помощью наклейки.

Комплектность

Система в составе:

- устройство измерения и обработки сигналов - 1 шт. (конфигурация в соответствии с заказом);

- оптоволоконный кабель связи - кол-во и исполнение в соответствии с заказом;

- датчик температуры - кол-во и исполнение в соответствии с заказом.

Руководство по эксплуатации (на русском языке) - 1 экз.

Методика первичной поверки - 1 экз.

По дополнительному заказу: удлинительные разъемы для оптоволоконных кабелей, монтажная пластина (диск) для установки датчиков на корпусе трансформаторов (типа FWP-N38 и др.).

Поверка

осуществляется по документу МП 58801-14 «Системы температурного мониторинга трансформаторов арсенид-галлиевые модели LumaSHIELD. Методика первичной поверки», разработанному и утверждённому ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», 12.08.2013 г. Системы подлежат первичной поверке перед вводом в эксплуатацию. Периодической поверке системы не подлежат.

Основные средства поверки:

- термометр электронный лабораторный «ЛТ-300», пределы допускаемой абсолютной погрешности: ±0,05 °С в диапазоне температур от минус 50 до плюс 199,99 °С, ±0,2 °С в диапазоне температур от плюс 200 до плюс 300 °С;

- калибраторы температуры серии ATC-R/RTC-R моделей ATC/RTC-157B, ATC-320B, ATC-650B, RTC-700B, общий диапазон воспроизводимых температур от минус 45 до плюс 700 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения заданной температуры ±(0,04.. .0,35) °С, нестабильность поддержания заданной температуры: ±(0,005.0,02) °С.

Сведения о методах измерений

приведены в соответствующем разделе Руководства по эксплуатации на системы.

Нормативные документы

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

Техническая документация фирмы «LumaSense Technologies, Inc.», США.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.