CN110595597A - 油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法，包括阀门、容器和容器盖板，所述阀门的一端安装在变压器油箱壁上，并与变压器油箱贯通；所述容器与阀门的另外一端相连通，所述容器盖板与容器能够密封连接；所述容器盖板上设有传感器线缆贯通口和连接所述容器盖板上的排气口的排气阀，传感器通过所述传感器线缆贯通口安装在所述容器的内部。该安装设备能够在不影响油浸式变压器运行的情况下，方便的拆装声传感器，此外，其修正方法能够使得最终获得的噪声值的准确度大大提高，其特别适用于本发明的安装设备。

Description

油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法

技术领域

本发明涉及声学测试技术领域，更具体地，涉及一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法。

背景技术

当前针对大型油浸式变压器内部机械故障的噪声振动监测方法，通常是在内部布置传声器或者在油箱外部上布置振动传感器的方式进行的。由于变压器结构的复杂性，外部获得的噪声相比变压器内部噪声而言有极大衰减，振动传感器获得的信号受安装位置影响较大，都会直接影响监测的准确性，还容易受到变压器中其它设备的影响。而在油箱内部布置传声器，则由于变压器油箱内的空余空间小，故安装置难以选择难且拆装麻烦，难以在变压器实时运行时更换出现了故障的传感器。

综上可知，现有技术中并没有提出可实用的用于油浸式变压器内部噪声监测传感器的安装设备的具体结构或者对应设备的监测方法，以克服油浸式变压器的声传感器拆装困难和安装置难以选择等诸多问题。

发明内容

基于此，本发明提出了一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法，该安装设备能够在不影响油浸式变压器运行的情况下，方便的拆装声传感器，保证了操作人员的安全，并且尽量避免了噪声信号的衰减，还能进行油样采集，其特别适合于油浸式变压器内部噪声监测传感器的安装；此外，其修正方法通过对内外噪声差值进行有效修正，使得该安装设备中传感器的噪声值的检测准确度大大提高，其修正方法特别适用于本发明的安装设备。

为解决上述问题，本发明提供了一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，所述安装设备包括阀门、容器和容器盖板，所述阀门的一端安装在变压器油箱壁上，并与变压器油箱贯通；所述容器与阀门的另外一端相连通，所述容器盖板与容器能够密封连接；所述容器的底部设有放油口和放油阀，所述容器盖板上设有传感器线缆贯通口和连接所述容器盖板上的排气口的排气阀，传感器通过所述传感器线缆贯通口安装在所述容器的内部；所述阀门为球阀，与所述球阀连接的变压器油箱上的开口位置为靠近绕组的油箱中部位置，所述传感器设置在所述球阀的管道中轴线上。

进一步的，所述阀门具体为DN50型的球阀，DN50型的球阀的一端通过法兰和螺栓与变压器油箱安装连接。

进一步的，所述容器是由一段圆管和一个杯状结构相互垂直连通组成的复合结构，所述圆管的开口端与所述阀门的另外一端相连通，所述杯状结构能够与容器盖板相互配合以进行固定密封。

进一步的，所述传感器线缆贯通口包括密封橡胶、芯线和导线外壳，所述密封橡胶通过榫卯结构与所述容器盖板密封连接，所述芯线和包围所述芯线的导线外壳都插入到所述密封橡胶中。

进一步的，所述导线外壳为上下两端带有安装螺纹的管状结构，所述管状结构上位于容器内的一端用于安装所述传感器，所述管状结构上位于容器外的一端用于安装传感器线缆。

进一步的，所述排气阀包括密封螺栓和环形密封垫，所述密封螺栓能够通过所述环形密封垫与所述容器盖板上的排气口进行密封连接。

进一步的，所述的密封螺栓的外螺纹与所述容器盖板上的排气口的内螺纹相匹配。

进一步的，所述放油阀包括密封橡胶块和密封盖，所述放油口为外螺纹结构，所述密封橡胶块设置于放油口和密封盖之间，所述密封盖为带有内螺纹的圆盖，所述密封盖能够与放油口进行螺纹连接。

进一步的，所述密封橡胶块为耐油硅橡胶。

在另外一个方法，本发明还提供了一种如上述任一项所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备的修正方法，该修正方法包括如下的参数修正步骤S1-S2：

步骤S1:将带有测量传感器的所述安装设备预先安装在一个厚壁容器上，在所述厚壁容器中放置模拟变压器内部噪声的噪声源，将参考传感器放入厚壁容器中，并靠近所述厚壁容器与所述安装设备连接的安装口的位置，同时利用所述参考传感器和安装在所述安装设备的容器中的测量传感器分别测得内部噪声值p₀和外部噪声值p₁，进行数字信号处理后获得p₀和p₁之间的修正参数T。其中修正参数T的计算方法为：

T＝p₀和p₁的互功率谱/p₀的自功率谱

步骤S2：在实际的变压器油箱的内部噪声监测中，获得所述测量传感器测量得到噪声值P₁'，通过修正值T，换算得到变压器内部噪声值频谱P₀'，P₀'的计算方法为：

P₀'＝[RMS(P₁'的自功率谱)]/T

其中，RMS为求均方根函数，求得修正后的变压器内部噪声值频谱P₀'后，通过将P₀'的频谱能量相加即可得到变压器内部噪声参考传感器安装位置的噪声值P₀。

本发明提供了一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备及其修正方法，该安装设备只需要在变压器油箱的合适位置上选择开设一个引油孔，就能于外部实现在运行中的油浸式变压器上安装和拆卸噪声监测传感器，同时能保证操作人员的安全，且操作简便，并通过选择使用球阀避免了引出的外部油液的噪声信号的衰减，还能进行油样采集，故该安装设备特别适合于油浸式变压器内部噪声监测传感器的安装，具有极强的实用性。此外，其修正方法能够消除由于复合的安装结构对噪声测量的影响，通过阀门与变压器油箱结合部位放置参考声传感器的方式，获得两个测量位置之间的噪声传递函数，进而在测量中通过噪声传递函数对测量值进行修正，提高测试结果的准确性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例提供的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备的结构示意图；

图2为本发明容器上的传感器线缆贯通口的结构示意图；

图3为本发明容器上的排气阀的结构示意图；

图4为本发明容器上的放油阀的结构示意图；

图5为本发明插入传感器后的监测传感器安装设备的结构示意图；

附图标记说明：阀门—1，容器—2，传感器线缆贯通口—3，密封橡胶—3-1，芯线—3-2，导线外壳—3-3，排气阀—4，密封螺栓—4-1、环形密封垫—4-2，放油阀—5，放油口—5-1，密封橡胶块—5-2，密封盖—5-3，容器盖板—6，传感器—7。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行清楚、完整地描述，同时也叙述了本发明技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1是为本发明实施例提供的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备的结构示意图，如图1所示，该安装设备主要包括：阀门1、容器2和容器盖板6，所述阀门1的一端可通过法兰安装在变压器油箱壁上，与变压器内部油箱贯通；所述容器2与阀门1的另外一端通过法兰和螺栓相连通；所述容器盖板6通过螺栓与容器2连接，以完成密封安装；所述容器底部设有一个放油口5-1和放油阀5，所述容器盖板6上设有传感器线缆贯通口3和连接所述容器盖板6上排气口的排气阀4。

进一步的，在实际调试安装使用时，操作人员发现采用闸阀等阀门时会出现噪声信号的衰减，会造成传感器监测噪声不灵敏的问题，经过多次实验，本申请的阀门1优先采用了基本不影响油液中噪声传递的球阀，且选择DN50型的球阀，DN50型的球阀的一端通过法兰和螺栓与变压器油箱安装在一起，与球阀连接的变压器油箱上的开口可优选为靠近绕组的油箱中部位置，从而进一步提高噪声的检测灵敏度。

进一步的，所述容器2的外形为一段圆管和一个杯状结构相互垂直连通组成的复合结构，所述杯状结构的顶部设有开口，所述容器盖板6为圆盘状，容器2的杯状结构和容器盖板6两者相互配合以进行固定密封；圆管的中心轴呈水平方向设置，杯状结构的中心轴为竖直方向；圆管一端与阀门的另外一端通过法兰和螺栓安装在一起；圆管的管径与阀门2的另外一端的管道管径相同；容器2中杯状结构的底部设有放油口5-1和放油阀5；杯状结构上部还可设有法兰，以通过其连接容器盖板6。

进一步的，容器盖板6上设有传感器线缆贯通口3和连接所述容器盖板6上排气口的排气阀4，其各自的具体结构可参见图2-3。

图2为本发明实施例提供的传感器线缆贯通口3的结构示意图，主要包括：密封橡胶3-1、芯线3-2和导线外壳3-3。所述密封塑料3-1选用耐油高温硫化硅橡胶，其可以通过榫卯结构与容器盖板6密封连接；所述芯线3-2和导线外壳3-3都插入到密封橡胶3-1中，以进行信号的传输的同时保证装置的密封性；芯线3-2可为标准的铜针结构；导线外壳3-3为上下两端带有安装螺纹的管状结构，芯线3-2设置在导线外壳3-3的内部，管状结构上位于容器内的一端用于安装传感器7，管状结构上位于容器外的一端用于安装传感器线缆，以将声传感器检测到的噪声点信号传输到远端进行监控。

图3为本发明实施例提供的排气阀4的结构示意图，主要包括：密封螺栓4-1和环形密封垫4-2。所述密封螺栓4-1的外螺纹与容器盖板6上排气口的内螺纹相匹配，并使用环形密封垫4-2配合进行两者的密封连接，在开始通入油液时或设备内部压力过大等必要的时候，可以通过容器盖板6上排气口进行排气，排完气后再通过密封螺栓4-1和环形密封垫4-2进行紧固密封。

进一步的，图4为本发明实施例提供的放油阀5结构示意图，放油阀5与容器2底部的放油口5-1密封连接，放油阀5包括：密封橡胶块5-2和密封盖5-3。所述容器2底部的放油口5-1为外螺纹结构；设置于放油口5-1和密封盖5-3之间的密封橡胶块5-2为耐变压器油材料，如耐油硅橡胶；密封盖5-3为带有内螺纹的圆盖，圆盖的内螺纹与放油口5-1的外螺纹结构相匹配，必要时可通过放油阀5进行油样采集或放油(如变压器底部自带的放油口或者事故放油阀出现堵塞或故障时)。

图5为本发明插入传感器7后的监测传感器安装设备的结构示意图，其通过传感器线缆贯通口3将容器2内部的传感器7和外部的传感器线缆进行连接，以传输检测信号。此外，如图5所示，为了使得噪声的测量更为精准，可优先将传感器7设置在球阀1的管道中轴线上，使得传感器能够无阻挡的监测到油箱内的噪声。

本发明实施例中，在安装传感器7时，先通过关闭作为阀门1的球阀，将传感器7通过传感器线缆贯通口3进行安装，同时安装好放油阀5并使其完全密封，随后通过法兰将容器盖板6安装紧固到容器2上，拧开排气阀4，旋转球阀手柄至一定角度(如60°)让变压器油慢慢进入容器2中，直至变压器油从容器盖板6上的排气口中溢出，随后及时拧紧排气阀4，并旋转球阀至90°并保持全开。此外，在进行传感器7的拆除或者更换时，则需要先关闭阀门1后再拆开容器盖板6，将传感器7从导线外壳3-3的管状结构处旋转开即可。

因此，本发明的安装设备能实现在运行中的油浸式变压器上安装和拆卸噪声监测传感器，同时能保证操作人员的安全，且操作简便，并通过选择使用球阀避免了引出的外部油液的噪声信号的衰减，还能进行油样采集，故该安装设备特别适合于油浸式变压器内部噪声监测传感器的安装，具有极强的实用性。

本发明实施例中，在传感器安装到本发明的安装设备中进行噪声监测时，考虑到油箱内部产生的噪声信号引出到外部的容器2中进行监测可能会出现一定比例的衰减，故需要进行参数修正，从而提高输出的噪声值的准确度。

对此，本发明提出了一种针对本发明安装设备的获得的噪声值的修正方法。

本发明实施例中，为了进行传感器的噪声值的修正，首先，将本发明中带有测量传感器的安装设备预先安装在一个厚壁容器上，该厚壁容器可以优先选择变压器油箱，在厚壁容器中放置噪声源，将参考传感器放入厚壁容器中靠近厚壁容器的安装口的位置，同时利用参考传感器和安装在安装设备的容器2中的测量传感器分别测得内部噪声值p₀和外部噪声值p₁，进行数字信号处理后获得p₀和p₁之间的修正参数T，其中修正参数T的计算方法为：

T＝p₀和p₁的互功率谱/p₀的自功率谱

在变压器内部噪声监测中，安装于容器2中的测量传感器测量得到噪声值P₁'，通过修正值T，换算得到变压器内部噪声值频谱P₀'，P₀'的计算方法为：

P₀'＝[RMS(P₁'的自功率谱)]/T

其中，RMS为求均方根函数，求得修正后的变压器内部噪声值频谱P₀'后，随后通过频谱能量相加得到变压器内部噪声参考传感器安装位置的噪声值P₀。

由此可见，上述修正方法通过对内外噪声差值进行有效修正，修正了阀门和管道对油箱内部噪声的信号衰减，通过该修正方法使得该安装设备中传感器获得的噪声值的准确度大大提高，且修正方法特别适用于本发明的安装设备。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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装置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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述安装设备包括阀门、容器和容器盖板，所述阀门的一端安装在变压器油箱壁上，并与变压器油箱贯通；所述容器与阀门的另外一端相连通，所述容器盖板与容器能够密封连接；所述容器的底部设有放油口和放油阀，所述容器盖板上设有传感器线缆贯通口和连接所述容器盖板上的排气口的排气阀，传感器通过所述传感器线缆贯通口安装在所述容器的内部；所述阀门为球阀，与所述球阀连接的变压器油箱上的开口位置为靠近绕组的油箱中部位置，所述传感器设置在所述球阀的管道中轴线上。

2.如权利要求1所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述阀门具体为DN50型的球阀，DN50型的球阀的一端通过法兰和螺栓与变压器油箱安装连接。

3.如权利要求1所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述容器是由一段圆管和一个杯状结构相互垂直连通组成的复合结构，所述圆管的开口端与所述阀门的另外一端相连通，所述杯状结构能够与容器盖板相互配合以进行固定密封。

4.如权利要求1所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述传感器线缆贯通口包括密封橡胶、芯线和导线外壳，所述密封橡胶通过榫卯结构与所述容器盖板密封连接，所述芯线和包围所述芯线的导线外壳都插入到所述密封橡胶中。

5.如权利要求4所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述导线外壳为上下两端带有安装螺纹的管状结构，所述管状结构上位于容器内的一端用于安装所述传感器，所述管状结构上位于容器外的一端用于安装传感器线缆。

6.如权利要求1-5之一所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述排气阀包括密封螺栓和环形密封垫，所述密封螺栓能够通过所述环形密封垫与所述容器盖板上的排气口进行密封连接。

7.如权利要求6所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述的密封螺栓的外螺纹与所述容器盖板上的排气口的内螺纹相匹配。

8.如权利要求1-5之一所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述放油阀包括密封橡胶块和密封盖，所述放油口为外螺纹结构，所述密封橡胶块设置于放油口和密封盖之间，所述密封盖为带有内螺纹的圆盖，所述密封盖能够与放油口进行螺纹连接。

9.如权利要求8所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备，其特征在于，所述密封橡胶块为耐油硅橡胶。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的油浸式变压器内部噪声监测传感器安装设备的修正方法，其特征在于，该方法包括如下的参数修正步骤S1-S2：

步骤S1:将带有测量传感器的所述安装设备预先安装在一个厚壁容器上，在所述厚壁容器中放置模拟变压器内部噪声的噪声源，将参考传感器放入厚壁容器中，并靠近所述厚壁容器与所述安装设备连接的安装口的位置，同时利用所述参考传感器和安装在所述安装设备的容器中的测量传感器分别测得内部噪声值p₀和外部噪声值p₁，进行数字信号处理后获得p₀和p₁之间的修正参数T。其中修正参数T的计算方法为：

T＝p₀和p₁的互功率谱/p₀的自功率谱

步骤S2：在实际的变压器油箱的内部噪声监测中，获得所述测量传感器测量得到噪声值P₁'，通过修正值T，换算得到变压器内部噪声值频谱P₀'，P₀'的计算方法为：

P₀'＝[RMS(P₁'的自功率谱)]/T

其中，RMS为求均方根函数，求得修正后的变压器内部噪声值频谱P₀'后，通过将P₀'的频谱能量相加即可得到变压器内部噪声参考传感器安装位置的噪声值P₀。