CN102183319B - 将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及成套系统 - Google Patents

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    • H01F2027/406—Temperature sensor or protection

Abstract

本发明提供一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及其成套系统，其特征在于：使用带槽的电磁线，光纤光栅传感器通过放纤轮后，与带槽的电磁线一起进入注油装置，并一起通过引导装置，实现光纤光栅传感器在电磁线槽中的定位，然后通过包纸装置进行绝缘纸绕包成型，再经过牵引装置送至收线装置，最后得到预埋光纤光栅传感器的电磁线。通过本发明方法及成套系统制得的预埋光纤光栅传感器的电磁线，制备工艺简易、埋设效果优良，制得的电磁线预埋光纤光栅传感器不受应力的影响，具有良好的温度传感性能；可在单根光纤上串接多个光纤光栅传感器，并利用复用技术形成准分布式传感网络，实现电磁线内部温度的直接测量。

Description

将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及成套系统
技术领域
本发明涉及光纤光栅传感领域和变压器状态监测领域，具体涉及一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及成套系统，这种电磁线预埋的光纤光栅传感器用于变压器内部温度测量。
背景技术
光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、尺寸小、易埋入、利用复用技术易实现单纤多点、多参量准分布式测量等优点，为变压器绕组热点温度的监测及实现变压器的智能化提供了新的途径。发明专利ZL201010273400.1(《一种基于光纤光栅的变压器内部温度检测方法及系统》)提出了一种利用光纤光栅传感器实现变压器内部温度检测的方法及系统，但并未提供将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法，而如何实现光纤光栅传感器在电磁线内部的布置，是真正实现变压器绕组内部温度直接测量的关键。
有鉴于此，有必要提供一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及成套系统，以满足工业应用需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决光纤光栅传感器在电磁线内部的布置问题，而提供一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法及成套系统。
本发明所采用的技术方案是：一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，由放线装置，放纤轮、注油器、引导装置、包纸装置、牵引装置、收线装置和支架组成，放纤轮、注油器和引导装置依次固定在支架上，其中：所述放线装置具有上下两个放线盘，分别安装光纤光栅传感器和带槽的电磁线；所述放纤轮位于放线装置右侧，其垂直方位可调；所述引导装置位于注油器与包纸装置之间，引导装置包括V型槽导轮、水平导轮和两个垂直导轮，所述V型槽导轮和水平导轮轴线平行，所述两个垂直导轮竖直平行；所述注油器位于引导装置的V型槽导轮进线侧；所述包纸装置位于引导装置与牵引装置之间，经过引导装置后的光纤光栅传感器和电磁线通过包纸装置进行绝缘纸绕包成型；所述牵引装置位于包纸装置与收线装置之间，牵引装置包含履带牵引机构和变频电机，由履带牵引机构牵引包纸成型的电磁线，包纸装置与牵引装置通过同步齿形带连接，并通过变频电机驱动；所述收线装置位于牵引装置右侧，收线装置包括一个收线盘，用于缠绕最后制得的埋有光纤光栅传感器的电磁线。
如上所述将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，电磁线所在的放线盘轴上安装有阻尼器，可调节放线的张力大小。
如上所述将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，牵引装置的履带牵引机构采用同步齿形皮带，上下各一根牵引皮带采用气动压紧，压紧力由牵引装置上的上下两组汽缸提供。
本发明还提供一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法，采用如上所述的成套系统制作，其特征在于，包括以下步骤：将电磁线预先加工出一个条状凹槽并倒圆角，制得带槽的电磁线；使用单根光纤按监测点的间距刻写多个光纤光栅，制得光纤光栅传感器；光纤光栅传感器和带槽的电磁线经放线装置同时从放线盘上引出，光纤光栅传感器通过放纤轮后，与带槽的电磁线一起经过注油器，并一起通过引导装置，实现光纤光栅传感器在带槽的电磁线槽中的定位，然后通过包纸装置进行绝缘纸绕包成型，再经过牵引装置送至收线装置，最后得到预埋光纤光栅传感器的电磁线。
本发明的有益效果是：通过本发明方法及成套系统制得的预埋光纤光栅传感器的电磁线，制备工艺简易、埋设效果优良，制得的电磁线预埋光纤光栅传感器不受应力的影响，具有良好的温度传感性能，可在单根光纤上串接多个光纤光栅传感器，并利用复用技术形成准分布式传感网络，实现电磁线内部温度的直接测量，为变压器实时在线监测提供新的途径，为提高变压器的使用寿命、保证其安全、可靠、经济运行和实现变压器的智能化提供可靠的支撑，并为变压器的设计改进提供有力的理论指导依据。
附图说明
图1为本发明实施例的将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统的系统结构示意图。
图2为本发明实施例的成套系统中的引导装置的结构示意图。
具体实施方式
附图中符号说明：1-放线装置、2-光纤光栅传感器、3-放纤轮、4-注油器、5-引导装置、6-包纸装置、7-牵引装置、8-收线装置、9-带槽的电磁线、10-支架、501-V型槽导轮、502-垂直导轮、503-水平导轮。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，由放线装置1，放纤轮3、注油器4、引导装置5、包纸装置6、牵引装置7、收线装置8和支架10组成，放纤轮3、注油器4和引导装置5依次固定在支架10上。
所述放线装置1具有上下两个放线盘，上放线盘用于缠绕光纤光栅传感器2，下放线盘用于缠绕带槽的电磁线9。
所述光纤光栅传感器2由单根光纤按监测点的间距刻写多个光纤光栅而制成，亦即，所述光纤光栅传感器2也就是具有光栅传感器功能的单根光纤。所述带槽的电磁线9是在普通电磁线的宽边预先加工出一个深0.6mm，宽1.2mm的凹槽并倒圆角而制成。
光纤光栅传感器2和带槽的电磁线9固定在放线装置1的放线盘上，并同时引出，电磁线所在的放线盘轴上安装有阻尼器，可调节放线的张力大小。
放纤轮3固定在支架10上，其垂直方向上的位置可调，可控制放纤的张力大小，实现恒定的低张力放纤，并减小波动。
如图2所示，引导装置5内含有V型槽导轮501、水平导轮503和垂直导轮502，用于光纤光栅传感器2和带槽的电磁线9的定位，确保将光纤光栅传感器2准确引导至带槽的电磁线9的槽中。所述V型槽导轮501和水平导轮503轴线平行，且与带槽的电磁线9间预留有小间隙，用于光纤光栅传感器2在电磁线9槽中的定位；所述垂直导轮502用于电磁线9水平方向的定位。
注油器4安装在引导装置5的V型槽导轮501进线侧，用于连续加注变压器油，减小光纤光栅传感器2与带槽的电磁线9之间的摩擦力，同时使光纤光栅传感器2附着于带槽的电磁线9的槽中。
所述包纸装置6位于引导装置5与牵引装置7之间，经过引导装置5后的光纤光栅传感器2和电磁线9通过包纸装置6进行绝缘纸绕包成型。
所述牵引装置7位于包纸装置6与收线装置8之间，牵引装置7包含履带牵引机构和变频电机，由履带牵引机构牵引包纸成型的电磁线，履带牵引机构采用同步齿形皮带，上下各一根牵引皮带采用气动压紧，压紧力由牵引装置上的上下两组汽缸提供。
包纸装置6与牵引装置7通过同步齿形带连接，并通过变频电机驱动，实现包纸与牵引的同步，减小波动，使光纤光栅传感器2埋入带槽的电磁线9时处于自由状态。
收线装置8位于牵引装置右侧，收线装置8包括一个收线盘，用于缠绕最后制得的埋有光纤光栅传感器的电磁线，收线盘的转向与放线装置1中放线盘的转向相反，实现光纤光栅传感器2在带槽的电磁线9内侧的埋入。所述收线装置8采用自走式龙门架结构，通过数字智能排线仪和变频器实现自动排线。
本发明还提供一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法，采用如上所述的成套系统，其特征在于，包括以下步骤：
将电磁线预先加工出一个条状凹槽并倒圆角，制得带槽的电磁线9；
使用单根光纤按监测点的间距刻写多个光纤光栅，制得光纤光栅传感器2；
光纤光栅传感器2和带槽的电磁线9经放线装置1同时从放线盘上引出，光纤光栅传感器2通过放纤轮3后，与带槽的电磁线9一起经过注油器4，并一起通过引导装置5，实现光纤光栅传感器2在带槽的电磁线9槽中的定位，然后通过包纸装置6进行绝缘纸绕包成型，再经过牵引装置7送至收线装置8，最后得到预埋光纤光栅传感器的电磁线。

Claims (4)

1.一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，由放线装置，放纤轮、注油器、引导装置、包纸装置、牵引装置、收线装置和支架组成，放纤轮、注油器和引导装置依次固定在支架上，其中：所述放线装置具有上下两个放线盘，分别安装光纤光栅传感器和带槽的电磁线；所述放纤轮位于放线装置右侧，其垂直方向上的位置可调节；所述引导装置位于注油器与包纸装置之间，引导装置包括V型槽导轮、水平导轮和两个垂直导轮，所述V型槽导轮和水平导轮轴线平行，所述两个垂直导轮竖直平行；所述注油器位于引导装置的V型槽导轮进线侧；所述包纸装置位于引导装置与牵引装置之间，经过引导装置后的光纤光栅传感器和电磁线通过包纸装置进行绝缘纸绕包成型；所述牵引装置位于包纸装置与收线装置之间，牵引装置包含履带牵引机构和变频电机，由履带牵引机构牵引包纸成型的电磁线，包纸装置与牵引装置通过同步齿形带连接，并通过变频电机驱动；所述收线装置位于牵引装置右侧，收线装置包括一个收线盘，用于缠绕最后制得的埋有光纤光栅传感器的电磁线。
2.根据权利要求1所述将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，电磁线所在的放线盘轴上安装有阻尼器，可调节放线的张力大小。
3.根据权利要求1所述将光纤光栅传感器预埋于电磁线的成套系统，其特征在于，牵引装置的履带牵引机构采用同步齿形皮带，上下各一根牵引皮带采用气动压紧，压紧力由牵引装置上的上下两组汽缸提供。
4.一种将光纤光栅传感器预埋于电磁线的制作方法，采用权利要求1所述的成套系统制作，其特征在于，包括以下步骤：
将电磁线的预先加工出一个条状凹槽并倒圆角，制得带槽的电磁线；
使用单根光纤按监测点的间距刻写多个光纤光栅，制得光纤光栅传感器；
光纤光栅传感器和带槽的电磁线经放线装置同时从放线盘上引出，光纤光栅传感器通过放纤轮后，与带槽的电磁线一起经过注油器，并一起通过引导装置，实现光纤光栅传感器在带槽的电磁线槽中的定位，然后通过包纸装置进行绝缘纸绕包成型，再经过牵引装置送至收线装置，最后得到预埋光纤光栅传感器的电磁线。
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