220kV以上高压油浸式变压器长期工作在高电压、大电流、强磁场的环境中,绝缘材料的老化直接决定了变压器的工作寿命,而绕组‘热点’温度对绝缘材料的老化起决定作用,因此对变压器绕组热点温度进行实时在线监测至关重要。本文通过对比分析了传统测温技术的不足之处,基于光纤测温技术快速发展的背景,采用了基于砷化镓半导体材料的光纤温度传感技术及多通道在线监测系统对油浸变压器绕组温度进行测量。首先,阐述了砷化镓的测温原理。利用砷化镓半导体材料对近红外波段光的吸收边随温度的升高向长波长方向漂移的特性,将砷化镓用于温度传感,并建立了砷化镓的测温模型。其次,结合变压器内部复杂的工作环境,设计了反射式砷化镓光纤温度传感器。主要包括光纤温度传感器的结构设计、砷化镓传感晶片的设计、温度探头的封装工艺等。所设计砷化镓光纤温度传感器可长期稳定工作,具备绝佳的绝缘性能和耐高压性能,且可靠性高、鲁棒性良、互换性好,温度探头体积小,能兼容变压器安装环境,成本适中。再次,设计变压器绕组在线测温系统。测温系统结构上主要包括主控单元、光源驱动模块、光源组及光学复用系统。测温系统的硬件设计主要包括光学复用系统的设计、光源驱动电路的设计、主控板接口设计以及光谱分析单元设计,其中,光学复用系统增加了光源波形及光谱仪自校准的光路设计,克服了系统光源与光谱仪受温度影响引起的波长漂移问题,从而提高系统测温精度。系统的软件设计主要包括主程序的设计、数据采集及处理程序设计以及光谱数据处理流程设计,测温系统实现的功能是准确、实时测量砷化镓光纤温度传感器所处环境温度,并通过LCD显示屏同步显示温度数据。最后,对砷化镓光纤温度传感器的环境适应性进行了测试,测试结果表明砷化镓光纤温度传感器能够完全兼容油浸变压器内部工作环境,满足安全、可靠、稳定工作的要求。对测温系统进行开机测试,测温系统的测温精度可达±2℃,分辨率为0.1℃,测温范围为-20℃~150℃。同时,光纤温度传感器及测温系统通过了国家标准认证测试并取得了用户使用认证,表明所设计的测温系统具有可行性。