CN108716954A - 天线装置及其连接总成 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天线装置及其连接总成，涉及变电站监测技术领域，为解决现有油浸式配电变压器存在运行数据采集功能弱、运行实时状况难以掌握、故障预警困难的技术问题。涉及一种天线装置，包括：油位计、液温传感器组件和环温传感器组件；油位计包括阅读器、油管本体和油浮组件，油浮组件包括指示管、中空管和油浮，指示管上设有磁性体；液温传感器组件包括油温传感器、油温传感器天线、馈线和第一辐射片；环温传感器组件包括环温传感器、环温传感器天线、磁控开关、第一电路板和第二辐射片。还涉及一种连接总成，包括：上述的天线装置。该天线装置及其连接总成能够实时监测多种信号，而且可以实现远距离监测。
Description
技术领域
本发明涉及变电站监测技术领域，尤其是涉及一种天线装置及其连接总成。
背景技术
变电站内的各设备在长期运行过程中，其运行状态不断发生着变化，然而，某些非电量的异变会导致设备发生故障，例如：设备温度的异常变化很可能导致事故发生。
电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，在持续扩大供电同时给电网电器设备带来一系列的安全问题。为了尽可能地避免各类电力事故，电力设备安全运营实时监控的任务迫在眉睫。
传统的监测一般都采用有源有线的手段，需要金属导线传输信号，无法独立无线工作，绝缘性能不能保证，即使采用无线发送模块，在电网的磁场、电场和热场复杂情况下，抗干扰能力弱而无法正常工作。
传统的油浸式配电变压器，缺乏有效的数据采集、运行监测手段，尤其是变压器的关键非电量信息，从而导致该油浸式配电变压器的运行数据采集功能较弱、运行实时状况难以掌握、故障预警困难。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种天线装置，为解决现有油浸式配电变压器存在运行数据采集功能弱、运行实时状况难以掌握、故障预警困难的技术问题。
本发明提供的天线装置，包括：油位计、液温传感器组件和环温传感器组件。
所述油位计包括阅读器、油管本体和随油位变化上下移动的油浮组件，所述油浮组件包括依次连接的指示管、中空管和油浮，所述指示管上设有磁性体。
所述液温传感器组件包括油温传感器、油温传感器天线、馈线和第一辐射片，所述油温传感器连接在所述油浮上，且用于采集油温，所述油温传感器和所述传感器天线通过所述馈线连接，所述传感器天线设在所述油管本体外。
所述环温传感器组件包括环温传感器、环温传感器天线、磁控开关、第一电路板和第二辐射片，所述环温传感器和所述环温传感器天线均设在所述第一电路板上，所述磁控开关串联在所述环温传感器和所述环温传感器天线之间，所述第一电路板和所述磁控开关均设在所述油管本体外，所述指示管上下移动，使磁性体靠近或远离所述磁控开关，控制所述磁控开关闭合或断开。
所述油温传感器天线和所述环温传感器天线均与所述阅读器通信连接。
进一步地，所述第一辐射片和所述第二辐射片均为圆环形辐射片。
进一步地，所述油温传感器天线和所述环温传感器天线均设在所述油管本体的顶端部，且两者呈对称分布。
进一步地，所述油温传感器固定在第二电路板上。
所述油浮的底端固接有金属薄板，所述油温传感器卡紧于所述油浮和所述金属薄板之间。
进一步地，所述磁性体为圆形磁铁，所述指示管上设有用于容纳所述圆形磁铁的圆形凹槽。
进一步地，所述馈线连接所述油温传感器，并依次穿设所述中空管、所述指示管、所述油管本体且与所述油温传感器天线相连。
进一步地，所述油管本体与所述指示管相对的侧壁上设有环形观察窗口，所述环形观察窗口安装有透明玻璃。
进一步地，所述油管本体的顶端部通过压力释放阀封堵。
进一步地，所述油温传感器和所述环温传感器均为声表面波传感器。
本发明提供的天线装置的有益效果：
在该天线装置中，油温传感器连接在油浮上，油温传感器和油温传感器天线通过所述馈线连接，工作时，油浮进入变压器油中，油温传感器能够采集到油温信息，并将该油温信息通过馈线传输至油温传感器天线，并通过油温传感器天线将油温信息发送至阅读器，由此获得变压器的油温信息。再者，当变压器油位发生变化时，油浮上移将带动指示管、磁性体上移，使磁性体接近磁控开关，导致磁控开关周围的磁场发生变化，此时，磁控开关闭合，由于磁控开关串联在环温传感器和环温传感器天线之间，环温传感器将采集到的环境温度信息(简称“环温信息”)传输至环温传感器天线，并通过环温传感器天线将环温信息发送至阅读器，由于阅读器能够读取到环温传感器的信号，因而也说明变压器油位正常；当变压器油位较低，油浮下移将带动指示管、磁性体下移，使磁性体远离磁控开关，此时，磁控开关断开，阅读器将不能够读取到环温传感器的信号，说明变压器油位异常。
由以上可知，该天线装置能够监测油温信息、环温信息和油位信息等多种信号，且能够实现远距离监测(如：油位信息监测)。因而，该天线装置的信号采集功能较强，可以实时监测变压器内的运行状况，并能够实时反馈相应的信息。
另外，液温传感器组件包括第一辐射片，环温传感器组件包括第二辐射片，第一辐射片和第二辐射片的设置能够提高天线装置的辐射性能和通讯距离。
此外，油温传感器天线和环温传感器天线均设在油管本体外，因而不会对磁控开关周围的磁场产生任何干扰，以保证监测结果的准确性。
本发明的第二目的在于提供一种连接总成，为解决现有油浸式配电变压器存在运行数据采集功能弱、运行实时状况难以掌握、故障预警困难的技术问题。
本发明提供的连接总成，包括：变压器和上述的天线装置；所述油管本体固接在所述变压器油箱上，所述油浮用于浸入所述变压器油箱内。
本发明提供的连接总成的有益效果：
该连接总成包括上述的天线装置，其中，该天线装置的具体结构、连接关系以及有益效果等已在上述文字中进行了详细说明，在此不再赘述。
除此之外，该连接总成利用声表面波无源进行无线在线监测，具有监测精度高、远程实时监测的优点，可及时准确地的发现故障隐患，避免人工巡检导致的人力和物力浪费以及时效性差导致的安全隐患，其能够及时发现变压器的温度和油位等异常，巡检工作效率也大大提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的天线装置的结构示意图，其中，磁控开关处于闭合状态；
图2为本发明实施例提供的天线装置的结构示意图，其中，磁控开关处于断开状态。
图标：1-阅读器；2-油管本体；3-油浮组件；4-磁性体；5-油温传感器；6-油温传感器天线；7-馈线；8-环温传感器天线；9-磁控开关；
31-指示管；32-中空管；33-油浮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例一提供了一种天线装置，包括：油位计、液温传感器组件和环温传感器组件；其中，油位计包括阅读器1、油管本体2和随油位变化上下移动的油浮组件3，油浮组件3包括依次连接的指示管31、中空管32和油浮33，指示管31上设有磁性体4；液温传感器组件包括油温传感器5、油温传感器天线6、馈线7和第一辐射片，油温传感器5连接在油浮33上，且用于采集油温，油温传感器5和油温传感器天线6通过馈线7连接，油温传感器天线6设在油管本体2外；环温传感器组件包括环温传感器、环温传感器天线8、磁控开关9、第一电路板和第二辐射片，环温传感器和环温传感器天线8均设在第一电路板上，磁控开关9串联在环温传感器和环温传感器天线8之间，第一电路板和磁控开关9均设在油管本体2外，指示管31上下移动，使磁性体4靠近或远离磁控开关9，控制磁控开关9闭合或断开；油温传感器天线6和环温传感器天线8均与阅读器1通信连接。
需要说明的是，环温传感器用于对变压器所处的环境温度进行监测。
在该天线装置中，油温传感器5连接在油浮33上，油温传感器5和油温传感器天线6通过馈线7连接，工作时，油浮33进入变压器油中，油温传感器5能够采集到油温信息，并将该油温信息通过馈线7传输至油温传感器天线6，并通过油温传感器天线6将油温信息发送至阅读器1，由此获得变压器的油温信息。再者，当变压器油位发生变化时，油浮33上移将带动指示管31、磁性体4上移，使磁性体4接近磁控开关9，导致磁控开关9周围的磁场发生变化，此时，磁控开关9闭合，由于磁控开关9串联在环温传感器和环温传感器天线8之间，环温传感器将采集到的环境温度信息(简称“环温信息”)传输至环温传感器天线8，并通过环温传感器天线8将环温信息发送至阅读器1，由于阅读器1能够读取到环温传感器的信号，因而也说明变压器油位正常；当变压器油位较低，油浮33下移将带动指示管31、磁性体4下移，使磁性体4远离磁控开关9，此时，磁控开关9断开，阅读器1将不能够读取到环温传感器的信号，说明变压器油位异常。
由以上可知，该天线装置能够监测油温信息、环温信息和油位信息等多种信号，且能够实现远距离监测(如：油位信息监测)。因而，该天线装置的信号采集功能较强，可以实时监测变压器内的运行状况，并能够实时反馈相应的信息。
另外，液温传感器组件包括第一辐射片，环温传感器组件包括第二辐射片，第一辐射片和第二辐射片的设置能够提高天线装置的辐射性能和通讯距离。
此外，油温传感器天线6和环温传感器天线8均设在油管本体2外，因而不会对磁控开关9周围的磁场产生任何干扰，以保证监测结果的准确性。
请继续参照图1，油管本体2的底端部设有用于中空管32穿设的第一通孔，且该第一通孔的内径大于等于中空管32的外径。油管本体2靠近顶端部的侧壁上设有用于馈线7穿设的第二通孔。
该实施例中，第一辐射片和第二辐射片均为圆环形辐射片，该设置能够提高天线装置的辐射性能和通讯距离。
请继续参照图1，油温传感器天线6和环温传感器天线8均设在油管本体2的顶端部，且两者呈对称分布，该设置不会对磁控开关9周围的磁场产生任何干扰，提高监测结果的准确性。
该实施例中，油温传感器5固定在第二电路板(附图中未示出)上；油浮33的底端固接有金属薄板(附图中未示出)，油温传感器5卡紧于油浮33和金属薄板之间。
其中，金属薄板与油浮33为可拆卸式固定连接。
例如：金属薄板通过螺栓固定在油浮33上。
请继续参照图1，磁性体4为圆形磁铁，指示管31上设有用于容纳圆形磁铁的圆形凹槽；该设置能够保证磁性体4不会轻易脱离指示管31，保证监测的正常进行。
该实施例中，馈线7连接油温传感器5，且依次穿设中空管32、指示管31、油管本体2与油温传感器天线6相连。
该实施例中，油管本体2与指示管31相对的侧壁上设有环形观察窗口，环形观察窗口安装有透明玻璃，通过该透明玻璃可观察到指示管31的位置变化。
其中，指示管31上可涂覆两种不同的颜色，油位发生变化，指示管31上下移动，从透明玻璃看到的指示管31的颜色也将发生相应的变化，以此也可判断此时的油位状态。
除此之外，油管本体2与指示管31相对的侧壁上设有环形观察窗口，环形观察窗口与指示管31之间设有玻璃管，用于显示指示管31。其中，玻璃管与环形观察窗口的下侧壁之间设有O型密封圈，玻璃管的上部设有衬套，衬套设于油管本体2内，衬套与玻璃管之间也设有O型密封圈，该设置能够有效地保证指示管31在工作时跟随油浮33实现上下浮动。
例如：指示管31的上部涂覆为红色；指示管31的下部涂覆为蓝色。
该实施例中，油管本体2的顶端部通过压力释放阀封堵；当油管本体2内的压力升高到该压力释放阀开启压力时，压力释放阀迅速打开释放油管本体2内的压力，从而防止油管本体2内压力过大而发生危险。
需要说明的是，上述设置不限于为压力释放阀；也可不设置压力释放阀，通过在油管本体2的顶端部设置旋转盖，可定期拆装该旋转盖对其管内压力进行调节。
该实施例中，油温传感器5和环温传感器均采用声表面波技术的无源无线传感器，即：声表面波传感器。
该实施例中，油温传感器天线6和环温传感器天线8可均设置为半环形，从而将两者安装在油管本体2的外部，为安装和维护提供了便利。
上述的阅读器1包括阅读器外壳、阅读器天线、阅读器馈线、阅读器接口端子、频率解析器和信号发生器。其中，阅读器接口端子、频率解析器和信号发生器均置于阅读器外壳内，阅读器天线置于阅读器外壳外；阅读器天线和频率解析器之间通过阅读器馈线连接，信号发生器连接阅读器天线；阅读器接口端子连接信号发生器和频率解析器。
该天线装置的工作原理为：变压器的油温对油温传感器5的参数产生影响，使在油温传感器5的表面传播的声表面波速度、谐振频率发生变化。当阅读器1向油温传感器5发出无线信号时，该信号被油温传感器天线6接收，经馈线7传递给油温传感器5，油温传感器5通过内置的换能器转换为油温传感器5表面上的声表面波，该声表面波经过反射栅发射，形成谐振，再由换能器转换为无线信号。阅读器1通过内置的频率解析器，解析无线信号的频率，然后换算为油温传感器5测量的变压器油温。
实施例二
如图1和图2所示，本实施例二提供了一种连接总成，包括：变压器和上述实施例一中的天线装置；油管本体2固接在变压器的油箱上，油浮33用于浸入变压器的油箱内。
该连接总成包括上述的天线装置，其中，该天线装置的具体结构、连接关系以及有益效果等已在上述文字中进行了详细说明，在此不再赘述。
除此之外，该连接总成利用声表面波无源进行无线在线监测，具有监测精度高、远程实时监测的优点，可及时准确地的发现故障隐患，避免人工巡检导致的人力和物力浪费以及时效性差导致的安全隐患，其能够及时发现变压器的温度和油位等异常，巡检工作效率也大大提升。
其中，油管本体2固接在变压器油箱的箱盖上；油浮33浸入变压器油箱内，通过油温传感器5对顶层油温进行测量，即使油位发生上下波动，在油浮33的带动下，该油温传感器5也能正常监测油温。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种天线装置，其特征在于，包括：油位计、液温传感器组件和环温传感器组件；
所述油位计包括阅读器(1)、油管本体(2)和随油位变化上下移动的油浮组件(3)，所述油浮组件(3)包括依次连接的指示管(31)、中空管(32)和油浮(33)，所述指示管(31)上设有磁性体(4)；
所述液温传感器组件包括油温传感器(5)、油温传感器天线(6)、馈线(7)和第一辐射片，所述油温传感器(5)连接在所述油浮(33)上，且用于采集油温，所述油温传感器(5)和所述油温传感器天线(6)通过所述馈线(7)连接，所述油温传感器天线(6)设在所述油管本体(2)外；
所述环温传感器组件包括环温传感器、环温传感器天线(8)、磁控开关(9)、第一电路板和第二辐射片，所述环温传感器和所述环温传感器天线(8)均设在所述第一电路板上，所述磁控开关(9)串联在所述环温传感器和所述环温传感器天线(8)之间，所述第一电路板和所述磁控开关(9)均设在所述油管本体(2)外，所述指示管(31)上下移动，使所述磁性体(4)靠近或远离所述磁控开关(9)，控制所述磁控开关(9)闭合或断开；
所述油温传感器天线(6)和所述环温传感器天线(8)均与所述阅读器(1)通信连接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射片和所述第二辐射片均为圆环形辐射片。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述油温传感器天线(6)和所述环温传感器天线(8)均设在所述油管本体(2)的顶端部，且两者呈对称分布。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述油温传感器(5)固定在第二电路板上；
所述油浮(33)的底端固接有金属薄板，所述油温传感器(5)卡紧于所述油浮(33)和所述金属薄板之间。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述磁性体(4)为圆形磁铁，所述指示管(31)上设有用于容纳所述圆形磁铁的圆形凹槽。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述馈线(7)连接所述油温传感器(5)，并依次穿设所述中空管(32)、所述指示管(31)、所述油管本体(2)且与所述油温传感器天线(6)相连。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述油管本体(2)与所述指示管(31)相对的侧壁上设有环形观察窗口，所述环形观察窗口安装有透明玻璃。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述油管本体(2)的顶端部通过压力释放阀封堵。
9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述油温传感器(5)和所述环温传感器均为声表面波传感器。
10.一种连接总成，其特征在于，包括：变压器和上述权利要求1-9任一项所述的天线装置；
所述油管本体(2)固接在所述变压器的油箱上，所述油浮(33)用于浸入所述变压器的油箱内。
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