CN112863836A - 变压器内部故障监测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变压器内部故障监测系统及其控制方法。属于变压器内部故障监测设备技术领域，具有远程监控管理能力，能利用变压器油箱内变电部件烧坏处产生的气体来对变压器内的故障水平坐标位置、故障类型、故障严重程度进行远程监控管理，密封箱设置在变压器油箱的上方，气体颜色观察机构的进气端连接在一号竖直管的上管口上，气体气味检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体体积检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体可燃性检测机构的进气端连接在一号竖直管的侧壁排气孔上，气泡水平坐标定位检测机构设置在变压器油箱内。

Description

变压器内部故障监测系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及变压器内部故障监测技术领域，具体涉及变压器内部故障监测系统及其控制方法。

背景技术

变压器油箱内的电路出现故障后，其短路电流产生的高温电弧会造成变压器油分解而产生气体，也会造成电弧处的变电部件烧坏或烧焦而产生气体。另外，变压器油箱的渗漏也会让空气进入到变压器油箱内，这些气体都会聚集到变压器油箱内的顶部。变压器油箱内的顶部聚集的气体多了就必然会挤占变压器内变压器油所占据的空间，导致变压器油箱内的变压器油减小。变压器油箱内的变压器油减少或变质后，会影响变压器油对变压器的降温效果、绝缘效果、消弧效果以及液封效果，变压器油箱内的变压器油减少或变质严重后，会造成变压器在使用过程中得不到很好的保护，导致变压器出现故障。

目前对变压器油箱内变电部件烧坏处的大致水平位置在变压器故障的远程监控中都是不能确定的；目前只有到现场将变电部件从油箱内取出检查时才能够知道变压器油箱内变电部件烧坏处的大致水平位置，不能远程确定变压器油箱内变电部件烧坏处的大致水平位置。

目前对变压器油箱内因故障产生的气体，一般都是采用在变压器油箱的顶部设置排气阀直接将位于变压器油箱内的气体排出，但目前一般还没有利用从变压器油箱内排出的气体来对变压器油箱内的故障进行远程监控管理。

发明内容

本发明是为了解决目前还没有利用从变压器油箱内排出的气体来对变压器故障进行远程监控管理的不足，提供一种具有远程监控管理能力，能实现变压器油箱内气体的自动排气，能利用变压器油箱内变电部件烧坏处产生的气体来对变压器内的故障水平坐标位置、故障类型、故障严重程度进行远程监控管理，使用方便简单，可靠性好的变压器内部故障监测系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

变压器内部故障监测系统，包括变压器油枕、变压器油箱、密封设置在变压器油箱内的变电部件以及下端分别连接在变电部件上端的左右正对排列布置的电源输入柱和电源输出柱，电源输入柱的下端和电源输出柱的下端均密封在变压器油箱内；还包括变压器故障监控平台、控制器、集气故障检测触发机构、气体颜色观察机构、气体气味检测机构、气体体积检测机构、气体可燃性检测机构、气泡水平坐标定位检测机构、存储器、无线模块和设有一号单向电磁阀的一号竖直管；

所述集气故障检测触发机构包括装满有变压器油的密封箱；在密封箱的上箱壁上设有上箱孔，一号竖直管的外管壁下端密闭固定连接在上箱孔内；在位于一号单向电磁阀上方的一号竖直管的侧管壁上设有侧壁排气孔，

所述密封箱设置在变压器油箱的上方，密封箱的箱进油孔通过一根箱进油管连接在变压器油枕的出油口上，密封箱的箱出油孔通过一根箱出油管连接在变压器油箱的进油口上，气体颜色观察机构的进气端连接在一号竖直管的上管口上，气体气味检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体体积检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体可燃性检测机构的进气端连接在一号竖直管的侧壁排气孔上，气泡水平坐标定位检测机构设置在变压器油箱内；

气泡水平坐标定位检测机构包括若干个激光灯和与激光灯个数相等且一对一设置的若干个光电传感器；每个激光灯发出的激光都能被对应的光电传感器一对一检测到，并且若干个激光灯发出的若干条激光光束为纵横交错布置，从而使得若干条纵横交错布置的激光光束在位于变电部件上方的变压器油箱内形成水平布置的光网；并且光网的每条光束的中心线均落在同一个水平面内，从而使得该光网是由若干条纵横交错的光束组成一个水平布置的光网，进而使得光网中的任意两条光束的交叉点在二维坐标平面内的位置是能唯一确定的；

气泡水平坐标定位检测机构还包括分别与每个光电传感器相绑定的地址编码器；

一号单向电磁阀的控制端、集气故障检测触发机构的控制端、气体颜色观察机构的控制端、气体气味检测机构的控制端、气体体积检测机构的控制端、气体可燃性检测机构的控制端、气泡水平坐标定位检测机构的控制端、每个光电传感器、每个地址编码器、存储器和无线模块分别与控制器相连接；控制器通过无线模块与变压器故障监控平台无线连接。

在变压器油箱内产生气体时，气体就会从变压器油箱内经过箱出油管进入到密封箱内的顶部，气体汇集在密封箱内的顶部越多，在位于密封箱内变压器油的上表面就会受到气体向下的挤压力，气体越多挤压力越大；当密封箱内的气体压力达到设定压力时，集气故障检测触发机构被触发，然后在控制器的控制下将触发信息上传给变压器故障监控平台，变压器故障监控平台的工作人员即可在控制器的控制下，

借助集气故障检测触发机构对变压器是否漏油进行检测获得漏油信息，借助气体颜色观察机构对变压器油箱内产生的气体颜色进行观察获得气体颜色信息，借助气体气味检测机构对变压器油箱内产生的气体气味进行检测获得气体气味信息，借助气体体积检测机构对变压器油箱内产生的气体体积进行检测获得总气体量大小信息，借助气体可燃性检测机构对变压器油箱内产生的气体可燃性进行检测获得气体是否可燃烧信息和气体火焰温度信息，借助气泡水平坐标定位检测机构对变压器油箱内产生的气泡水平坐标进行检测获得气泡水平位置信息和气泡量信息；

控制器借助无线模块将漏油信息、气体颜色信息、气体气味信息、总气体量大小信息、气体是否可燃烧信息、气体火焰温度信息、液体颜色信息、气泡水平位置信息和气泡量信息一并上传到变压器故障监控平台，变压器故障监控平台端的工作人员即可根据控制器上传来的信息对变压器故障进行管理；

根据漏油信息即可知道变压器的漏油严重情况；

根据总气体量大小信息即可知道变压器故障的严重情况；

如果气体无色、气体无味、气体不可燃烧、气体无火焰温度，则说明在密封箱内顶部的气体是空气，从而说明变压器油箱存在密封不严故障；如果此时的气体量大则说明变压器的密封问题严重，如果此时的气体量小则说明变压器的密封问题不严重；

如果气体黄色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度低，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的木质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部木质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部木质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部木质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分木质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分木质处出现故障的严重程度；

如果气体淡灰色、气体有臭味、气体可燃烧、气体火焰温度高，并且是则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的纸质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部纸质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部纸质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部纸质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分纸质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分纸质处出现故障的严重程度；

如果气体灰黑色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度较高，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的铁质故障使绝缘油分解产生的气体，从而说明变压器油箱内部铁质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部铁质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部铁质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分铁质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分铁质处出现故障的严重程度。

本方案具有远程监控管理能力，能实现变压器油箱内气体的自动排气，能利用从变压器油箱内产生的气体来对变压器油箱内变电部件烧坏处的故障水平坐标位置、故障类型、故障严重程度进行远程监控管理，能远程查看变压器油是否变质，使用方便简单，可靠性好。

作为优选，集气故障检测触发机构还包括箱进油孔设置在密封箱的右箱壁下端，箱出油孔设置在密封箱的右箱壁上端；变压器油枕的出油口所在位置要高于密封箱的上端面所在位置，变压器油箱的进油口所在位置要低于密封箱的下端面所在位置；密封箱的上箱壁内顶面为朝上拱的球壁面，箱出油孔位于上箱壁的中心；一号竖直管的下管口与上箱孔的下孔口对齐；在一号单向电磁阀的下表面上固定设有拉力传感器，在密封箱内还设有能漂浮在变压器油上的浮力球；一根一号弹簧的上端固定连接在拉力传感器的拉钩上，该一号弹簧的下端固定连接在浮力球上，并且一号弹簧在竖直自然长度状态下时浮力球的上表面正好接触密闭压在一号竖直管的下管口上，并且此时拉力传感器检测到浮力球的拉力为零；拉力传感器与控制器相连接。

作为优选，一号竖直管的下管口内侧边沿设有若干缺口。

缺口让浮力球的上表面压在一号竖直管的下管口上时，气体和变压器油都能从缺口通过。

作为优选，气体颜色观察机构包括：一根透明竖直玻璃管的下管口对接连接在一号竖直管的上管口上，在透明竖直玻璃管内密闭上下滑动设有密封滑块；从而在一号单向电磁阀和密封滑块之间的透明竖直玻璃管管腔内形成气体颜色观察腔；一个遮光罩的罩口密闭连接在密封箱的上箱壁外表面上，并将透明竖直玻璃管密封在遮光罩内；在位于透明竖直玻璃管右方的遮光罩内设有A背景布，在位于透明竖直玻璃管左方的遮光罩内设有一号摄像头；在遮光罩内设有照明灯；照明灯的控制端和一号摄像头的控制端分别与控制器相连接。

作为优选，气体气味检测机构包括气味检测传感器，气味检测传感器设置在位于一号单向电磁阀处的气体颜色观察腔内，气味检测传感器与控制器相连接。

作为优选，气体体积检测机构包括：在透明竖直玻璃管内的上端朝下设有用于检测密封滑块高度位置的测距传感器，在位于测距传感器下方的透明竖直玻璃管的内壁上固定设有限位块；测距传感器与控制器相连接。

作为优选，在遮光罩上设有通气孔，在通气孔内设有防尘过滤海绵。

遮光罩上通气孔的设置，让密封滑块能够自由上下滑动，可靠性好。

作为优选，气体可燃性检测机构包括：一根设有二号单向电磁阀的点火检测导气管的进气口密闭固定对接连接在一号竖直管的侧壁排气孔上；在点火检测导气管的出气口一侧方设有可远程控制点火的点火装置，并且点火装置能点燃从点火检测导气管的出气口喷出的可燃气体；在点火检测导气管的出气口侧上方设有二号摄像头；点火检测导气管的出气口朝上布置，在点火检测导气管的出气口上方设有温度传感器；二号单向电磁阀的控制端、点火装置的控制端、二号摄像头和温度传感器分别与控制器相连接。

作为优选，在点火装置上方设有上下均开口的遮风罩，点火检测导气管的出气口设置在遮风罩的下开口内，在遮风罩上方的遮光罩的外壁上设有遮雨罩；点火装置、二号摄像头和温度传感器均设置在遮风罩内。

遮风罩便于气体的点火检测，可靠性好。

作为优选，在点火检测导气管的出气口正上方设有金属导热网，温度传感器的温度检测端连接在金属导热网上。

温度传感器与金属导热网配合，能更好的检测到火焰的大小，可靠性好。

作为优选，气泡水平坐标定位检测机构包括：在位于变压器油箱内的电源输入柱上固定套设有一个呈正方形状的一号反光圈，在位于变压器油箱内的电源输出柱上固定套设有一个呈正方形框形状的二号反光圈；

一号反光圈由长度完全相等的一号左上反光板、一号左下反光板、一号右下反光板和一号右上反光板依次连接合围而成；二号反光圈由长度完全相等的二号左上反光板、二号左下反光板、二号右下反光板和二号右上反光板依次连接合围而成；

并且一号左上反光板的长度、一号左下反光板的长度、一号右下反光板的长度、一号右上反光板的长度、二号左上反光板的长度、二号左下反光板的长度、二号右下反光板的长度和二号右上反光板的长度都完全相等；从而使得一号反光圈和二号反光圈都为结构相同大小相等并且呈正方形框形状的反光圈；一号反光圈和二号反光圈均位于变电部件的正上方，一号反光圈和二号反光圈为左右水平正对布置；

一号反光圈的左转角顶点、一号反光圈的右转角顶点、二号反光圈的左转角顶点和二号反光圈的右转角顶点均落在同一条一号水平直线上；从而使得一号右下反光板的反光面所在平面与二号左下反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；一号右上反光板的反光面所在平面与二号左上反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；

在一号右下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右下反光板反光面的一号右下回反光片，并且一号右下回反光片的反光面朝前布置；

在一号右上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右上反光板反光面的一号右上回反光片，并且一号右上回反光片的反光面朝后布置；

在二号左下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左下反光板反光面的二号左下回反光片，并且二号左下回反光片的反光面朝前布置；

在二号左上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左上反光板反光面的二号左上回反光片，并且二号左上回反光片的反光面朝后布置；

若干个激光灯中包括若干个左激光灯、若干个前激光灯和若干个后激光灯；若干个光电传感器中包括若干个右光电传感器、若干个前光电传感器和若干个后光电传感器；

在变压器油箱内的左箱壁上水平间隔设置若干个水平朝右定向照射的左激光灯，在变压器油箱内的右箱壁上水平间隔设置若干个右光电传感器；

在变压器油箱内的前箱壁上水平间隔设置若干个水平朝后定向照射的前激光灯，在变压器油箱内的前箱壁上还水平间隔设置若干个前光电传感器；

在变压器油箱内的后箱壁上水平间隔设置若干个水平朝前定向照射的后激光灯，在变压器油箱内的后箱壁上还水平间隔设置若干个后光电传感器；

并且左激光灯、右光电传感器、前激光灯、前光电传感器、后激光灯、后光电传感器、一号反光圈、二号反光圈、一号右下回反光片、一号右上回反光片、二号左下回反光片和二号左上回反光片均位于同一水平面上；

任意一个左激光灯发出的一条光束，或能被右光电传感器一对一检测到或能经过一号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能经过一号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

任意一个前激光灯发出的一条光束，或能经过二号右下反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右下反光板反射和二号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右下回反光片反射和一号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过二号右下回反光片反射和二号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能被后光电传感器一对一检测到；

任意一个后激光灯发出的一条光束，或能经过二号右上反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右上反光板反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右上回反光片反射和一号右上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过二号左上回反光片反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

每个右光电传感器、每个前光电传感器和每个后光电传感器分别与控制器相连接。

作为优选，一号左上反光板只能受到设置在位于该一号左上反光板正左方的左激光灯的水平朝右定向照射，并且照射到一号左上反光板上的任意一条光束经过一号左上反光板反射后只能被设置在位于该一号左上反光板后前方的一个后光电传感器一对一检测到；

一号左下反光板只能受到设置在位于该一号左下反光板正左方的左激光灯的水平朝右定向照射，并且照射到一号左下反光板上的任意一条光束经过一号左下反光板反射后只能被设置在位于该一号左下反光板正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

一号右下反光板只能受到设置在位于该一号右下反光板正前方的前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到一号右下反光板上的任意一条光束先经过一号右下反光板反射到二号左下反光板上，再经过二号左下反光板反射后只能被设置在位于二号左下反光板正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

任意一个一号右下回反光片只能受到设置在位于该个一号右下回反光片正前方的一个前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到该个一号右下回反光片上的激光经过该个一号右下回反光片反射后被反射到一号右下反光板上，再经过一号右下反光板反射后被设置在位于该个一号右下回反光片正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

一号右上反光板只能受到设置在位于该一号右上反光板正后方的后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到一号右上反光板上的任意一条光束先经过一号右上反光板反射到二号左上反光板上，再经过二号左上反光板反射后只能被设置在位于该二号左上反光板正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

任意一个一号右上回反光片只能受到设置在位于该个一号右上回反光片正后方的一个后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到该个一号右上回反光片上的激光经过该个一号右上回反光片反射后被反射到一号右上反光板上，再经过一号右上反光板反射后被设置在位于该个一号右上回反光片正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

任意一个二号左下回反光片只能受到设置在位于该个二号左下回反光片正前方的一个前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到该个二号左下回反光片上的激光经过该个二号左下回反光片反射后被反射到二号左下反光板上，再经过二号左下反光板反射后被设置在位于该个二号左下回反光片正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

任意一个二号左上回反光片只能受到设置在位于该个二号左上回反光片正后方的一个后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到该个二号左上回反光片上的激光经过该个二号左上回反光片反射后被反射到二号左上反光板上，再经过二号左上反光板反射后被设置在位于该个二号左上回反光片正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

二号右下反光板只能受到设置在位于该二号右下反光板正前方的前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到二号右下反光板上的任意一条光束经过二号右下反光板反射后只能被设置在位于该二号右下反光板正右方的一个右光电传感器一对一检测到；

二号右上反光板只能受到设置在位于该二号右上反光板正后方的后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到二号右上反光板上的任意一条光束经过二号右上反光板反射后只能被设置在位于该二号右上反光板正右方的一个右光电传感器一对一检测到。

作为优选，在密封箱内还设有隔板，隔板的前端面、后端面和右端面分别密闭固定连接在密封箱内的前箱壁上、后箱壁上和右箱壁上，隔板的左端面与密封箱的左箱壁间隔布置，隔板的右端面密闭固定连接在位于箱出油孔和箱进油孔之间的右箱壁上，隔板从左往右朝上倾斜布置。

隔板的这种设置，让从油枕进入的气体不易进入到变压器油箱内，从变压器油箱产生的气体也不易进入到油枕里，使得密封箱内能收集到更多的气体，便于后续对收集到的气体成分的检测和分析。

作为优选，根据变压器内部故障监测系统的控制方法，所述控制方法如下：

在变压器油箱内产生气体时，气体就会从变压器油箱内经过箱出油管进入到密封箱内的顶部，气体汇集在密封箱内的顶部越多，在位于密封箱内变压器油的上表面就会受到气体向下的挤压力，气体越多挤压力越大，位于密封箱内变压器油的上表面受到气体的挤压力后就会下降，下降的变压器油会通过箱进油管进入到变压器油枕内；

浮力球是漂浮在变压器油的上表面上的，浮力球所处位置的高低会随变压器油的上表面高低而跟着变化；根据拉力传感器检测到的拉力大小即可知道在密封箱内变压器油的上表面高度，也就知道了密封箱内顶部有没有气体；

当拉力传感器检测到的拉力大小在设定值H1以上时，控制器立即向变压器故障监控平台发出报警信号，变压器故障监控平台端的工作人员即可通过远程控制向控制器发出指令；

在控制器的控制下，让一号单向电磁阀打开，二号单向电磁阀关闭，让位于密封箱内顶部的气体进入到透明竖直玻璃管的颜色观察腔内；

当出现拉力传感器检测到浮力球的拉力在设定时长内一直大于零并且该拉力大小在该设定时长内没变化时，则说明此时变压器油枕内的变压器油上表面低于密封箱的上表面，说明变压器存在漏油问题，从而获得漏油信息；

在拉力传感器检测到浮力球的拉力等于零时，让测距传感器测量密封滑块所在的高度位置获得颜色观察腔的容量，进而获得变压器故障产生了多少量的总气体量大小信息；

然后关闭一号单向电磁阀，此时二号单向电磁阀仍然处于关闭状态，让照明灯打开，工作人员即可通过一号摄像头对颜色观察腔内的气体颜色进行观察或拍摄来获取气体颜色信息；同时让气味检测传感器对颜色观察腔内的气体进行气味检测来获取气体气味信息；

然后打开二号单向电磁阀，此时一号单向电磁阀仍然处于关闭状态，并让点火装置对从点火检测导气管的出气口喷出的气体进行点火，

工作人员即可通过二号摄像头对火焰进行观察或拍摄来获取气体燃烧信息，并同时让温度传感器对火焰大小进行检测来获取气体火焰温度信息；由于密封滑块的作用让气体从点火检测导气管的出气口喷出的流速是均匀的，温度传感器检测到的温度大则说明气体点燃后的火焰大，气体易燃烧；温度传感器检测到的温度大小则说明气体点燃后的火焰小，气体不易燃烧；

工作人员即可在控制器的控制下，让抽油循环器启动，通过抽油循环器让变压器油箱内的变压器油循环设定时长后让抽油循环器停止，然后打开一号LED灯，工作人员即可通过A摄像头对A透明管内的变压器油和B透明管内的变压器油进行观察或拍摄来获取液体颜色信息；

从光网下方往上移动的气泡在穿过光网时，从气泡中穿过的至少两条光束就会发生折射而改变对应光束的传播方向，导致穿过气泡的对应光束就不能被对应的光电传感器检测到；

由于任意两条交叉光束经过气泡折射后就不能被对应的两个光电传感器检测到，并且接收任意两条交叉光束的两个光电传感器对应的两条光束的交叉点的位置是可预先确定的；因此如果在某段时间内，只要出现接收任意两条交叉光束的两个光电传感器检测不到光，就说明这段时间内有气泡从这两条交叉束光的交叉点处往上移动；

如果在这段时间内有部分光电传感器检测不到光束，则说明在这段时间内有气泡穿过光网的一部分光束交叉点，进而说明在这段时间内有气泡产生；

如果在这段时间内全部的光电传感器都能检测到光束，则说明在这段时间内没有气泡穿过光网，进而说明在这段时间内没有气泡产生；

如果在这段时间内出现能检测到交叉光束的光电传感器的个数越少，则说明在这段时间内气泡穿过的光束交叉点的个数就越多，反之，

如果在这段时间内出现能检测到交叉光束的光电传感器的个数越多，则说明在这段时间内气泡穿过的光束交叉点的个数就越少；

如果两个以上的光电传感器检测不到两条交叉光束的时间越长则说明往上移动的气泡越多，并且该两条交叉光束的交点位置就是气泡在光网上的水平坐标位置；由于变压器的变电部件故障产生的气泡是从故障处往上移动后穿入光网的，所以确定了气泡在光网上的水平坐标位置就能确定气泡在变电部件上产生的大致水平位置，进而也就能大致确定变电部件的故障位置；从而获得表示变压器故障水平位置的气泡水平位置信息；

并且变电部件故障严重程度的大小还能通过气泡多少来大致判断；如果两条交叉光束的交叉点处气泡持续的时间越长或者在这个时段内接收不到交叉光束的光电传感器个数越多，则说明气泡量多，进而说明故障严重；如果两条交叉光束的交叉点处气泡持续的时间越短或者在这个时段内接收不到交叉光束的光电传感器个数越少，则说明气泡量少，进而说明故障不严重；从而获得标示变压器故障严重程度的气泡量信息；

控制器借助无线模块将漏油信息、气体颜色信息、气体气味信息、总气体量大小信息、气体是否可燃烧信息、气体火焰温度信息、液体颜色信息、气泡水平位置信息和气泡量信息一并上传到变压器故障监控平台，变压器故障监控平台端的工作人员即可根据控制器上传来的信息对变压器故障进行管理；

根据漏油信息即可知道变压器的漏油严重情况；

根据总气体量大小信息即可知道变压器故障的严重情况；

如果气体无色、气体无味、气体不可燃烧、气体无火焰温度，则说明在密封箱内顶部的气体是空气，从而说明变压器油箱存在密封不严故障；如果此时的气体量大则说明变压器的密封问题严重，如果此时的气体量小则说明变压器的密封问题不严重；

如果气体黄色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度低，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的木质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部木质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部木质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部木质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分木质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分木质处出现故障的严重程度；

如果气体淡灰色、气体有臭味、气体可燃烧、气体火焰温度高，并且是则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的纸质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部纸质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部纸质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部纸质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分纸质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分纸质处出现故障的严重程度；

如果气体灰黑色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度较高，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的铁质故障使绝缘油分解产生的气体，从而说明变压器油箱内部铁质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部铁质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部铁质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分铁质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分铁质处出现故障的严重程度。

本发明能够达到如下效果：

本发明具有远程监控管理能力，能实现变压器油箱内气体的自动排气，能利用变压器油箱内变电部件烧坏处产生的气体来对变压器内的故障水平坐标位置、故障类型、故障严重程度进行远程监控管理，能远程查看变压器油是否变质，使用方便简单，可靠性好。

附图说明

图1是本发明实施例在密封箱的内顶部都装满有变压器油，没有气体在密封箱的内顶部时的一种连接结构示意图。

图2是本发明实施例在密封箱的内顶部有少许气体，变压器油上表面下降较少，拉力传感器受到的拉力还较小时的一种使用状态连接结构示意图。

图3是本发明实施例在密封箱的内顶部有较多气体，变压器油上表面下降较多，拉力传感器受到的拉力较大时的一种使用状态连接结构示意图。

图4是本发明实施例在密封箱内顶部的气体已经全部进入到气体颜色观察腔中，进行气体颜色检测和气味检测时的一种使用状态连接结构示意图。

图5是本发明实施例将气体颜色观察腔中的气体在点火检测导气管的出气口进行点燃测量时的一种使用状态连接结构示意图。

图6是本发明实施例的一种电路原理连接结构示意框图。

图7是本发明实施例一号竖直管下管口处的一种横截面连接结构示意图。

图8是本发明实施例一号竖直管下管口处的一种竖直截面连接结构示意图。

图9是本发明实施例气泡水平坐标定位检测机构在变压器油箱内的一种正视连接结构示意图。

图10是本发明实施例光网在变压器油箱内的一种俯视连接结构示意图。

图11是图10中在一号反光圈处的一种局部放大连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例，变压器内部故障监测系统，参见图1-图11所示，包括变压器油枕42、变压器油箱41、密封设置在变压器油箱内的变电部件74以及下端分别连接在变电部件上端的左右正对排列布置的电源输入柱71和电源输出柱75，电源输入柱的下端和电源输出柱的下端均密封在变压器油箱内；还包括变压器故障监控平台43、控制器39、集气故障检测触发机构79、气体颜色观察机构97、气体气味检测机构98、气体体积检测机构99、气体可燃性检测机构100、气泡水平坐标定位检测机构102、存储器37、无线模块38和设有一号单向电磁阀8的一号竖直管5；

所述集气故障检测触发机构包括装满有变压器油1的密封箱2；在密封箱的上箱壁上设有上箱孔31，一号竖直管的外管壁下端密闭固定连接在上箱孔内；在位于一号单向电磁阀上方的一号竖直管的侧管壁上设有侧壁排气孔35；

所述密封箱设置在变压器油箱的上方，密封箱的箱进油孔29通过一根箱进油管28连接在变压器油枕的出油口32上，密封箱的箱出油孔24通过一根箱出油管26连接在变压器油箱的进油口33上，气体颜色观察机构的进气端连接在一号竖直管的上管口上，气体气味检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体体积检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体可燃性检测机构的进气端连接在一号竖直管的侧壁排气孔上，气泡水平坐标定位检测机构设置在变压器油箱内；

气泡水平坐标定位检测机构包括若干个激光灯和与激光灯个数相等且一对一设置的若干个光电传感器；每个激光灯发出的激光都能被对应的光电传感器一对一检测到，并且若干个激光灯发出的若干条激光光束为纵横交错布置，从而使得若干条纵横交错布置的激光光束在位于变电部件上方的变压器油箱内形成水平布置的光网；并且光网的每条光束的中心线均落在同一个水平面内，从而使得该光网是由若干条纵横交错的光束组成一个水平布置的光网96，进而使得光网中的任意两条光束的交叉点在二维坐标平面内的位置是能唯一确定的；

气泡水平坐标定位检测机构还包括分别与每个光电传感器相绑定的地址编码器103；

一号单向电磁阀的控制端、集气故障检测触发机构的控制端、气体颜色观察机构的控制端、气体气味检测机构的控制端、气体体积检测机构的控制端、气体可燃性检测机构的控制端、气泡水平坐标定位检测机构的控制端、每个光电传感器、每个地址编码器、存储器和无线模块分别与控制器相连接；控制器通过无线模块与变压器故障监控平台无线连接。

集气故障检测触发机构还包括：箱进油孔设置在密封箱的右箱壁下端，箱出油孔设置在密封箱的右箱壁上端；变压器油枕的出油口所在位置要高于密封箱的上端面所在位置，变压器油箱的进油口所在位置要低于密封箱的下端面所在位置；密封箱的上箱壁内顶面为朝上拱的球壁面34，箱出油孔位于上箱壁的中心；一号竖直管的下管口与上箱孔的下孔口对齐；

在一号单向电磁阀的下表面上固定设有拉力传感器7，在密封箱内还设有能漂浮在变压器油上的浮力球3；一根一号弹簧4的上端固定连接在拉力传感器的拉钩6上，该一号弹簧的下端固定连接在浮力球上，并且一号弹簧在竖直自然长度状态下时浮力球的上表面正好接触密闭压在一号竖直管的下管口上，并且此时拉力传感器检测到浮力球的拉力为零；拉力传感器与控制器相连接。

一号竖直管的下管口内侧边沿47设有若干缺口46。

缺口让浮力球的上表面压在一号竖直管的下管口上时，气体和变压器油都能从缺口通过。可靠性好。

气体颜色观察机构包括：一根透明竖直玻璃管13的下管口对接连接在一号竖直管的上管口上，在透明竖直玻璃管内密闭上下滑动设有密封滑块11；从而在一号单向电磁阀和密封滑块之间的透明竖直玻璃管管腔内形成气体颜色观察腔68；一个遮光罩12的罩口密闭连接在密封箱的上箱壁外表面上，并将透明竖直玻璃管密封在遮光罩内；在位于透明竖直玻璃管右方的遮光罩内设有A背景布14，在位于透明竖直玻璃管左方的遮光罩内设有一号摄像头10；在遮光罩内设有照明灯44；照明灯的控制端和一号摄像头的控制端分别与控制器相连接。

气体气味检测机构包括：气味检测传感器9，气味检测传感器设置在位于一号单向电磁阀处的气体颜色观察腔内，气味检测传感器与控制器相连接。

气体体积检测机构包括：在透明竖直玻璃管内的上端朝下设有用于检测密封滑块高度位置的测距传感器45，在位于测距传感器下方的透明竖直玻璃管的内壁上固定设有限位块27；测距传感器与控制器相连接。

在遮光罩上设有通气孔36，在通气孔内设有防尘过滤海绵30。

气体可燃性检测机构包括：一根设有二号单向电磁阀23的点火检测导气管22的进气口密闭固定对接连接在一号竖直管的侧壁排气孔35上；在点火检测导气管的出气口一侧方设有可远程控制点火的点火装置19，并且点火装置能点燃从点火检测导气管的出气口21喷出的可燃气体；在点火检测导气管的出气口侧上方设有二号摄像头18；点火装置为可为可控的电子打火机；

点火检测导气管的出气口朝上布置，在点火检测导气管的出气口上方设有温度传感器17；二号单向电磁阀的控制端、点火装置的控制端、二号摄像头和温度传感器分别与控制器相连接。通过二号摄像头能观察出气口的火焰大小。

在点火装置上方设有上下均开口的遮风罩20，点火检测导气管的出气口设置在遮风罩的下开口内，在遮风罩上方的遮光罩的外壁上设有遮雨罩15；点火装置、二号摄像头和温度传感器均设置在遮风罩内。

在点火检测导气管的出气口正上方设有金属导热网16，温度传感器的温度检测端连接在金属导热网上。

本实施例中。温度传感器有三个，在点火检测导气管的出气口正上方上下间隔设有三层金属导热网，三个温度传感器的温度检测端分别一对一连接在每层金属导热网上。

气泡水平坐标定位检测机构包括：在位于变压器油箱内的电源输入柱上固定套设有一个呈正方形状的一号反光圈72，在位于变压器油箱内的电源输出柱上固定套设有一个呈正方形框形状的二号反光圈76；

一号反光圈由长度完全相等的一号左上反光板92、一号左下反光板91、一号右下反光板89和一号右上反光板88依次连接合围而成；二号反光圈由长度完全相等的二号左上反光板83、二号左下反光板86、二号右下反光板82和二号右上反光板81依次连接合围而成；

并且一号左上反光板的长度、一号左下反光板的长度、一号右下反光板的长度、一号右上反光板的长度、二号左上反光板的长度、二号左下反光板的长度、二号右下反光板的长度和二号右上反光板的长度都完全相等；从而使得一号反光圈和二号反光圈都为结构相同大小相等并且呈正方形框形状的反光圈；一号反光圈和二号反光圈均位于变电部件的正上方，一号反光圈和二号反光圈为左右水平正对布置；

一号反光圈的左转角顶点、一号反光圈的右转角顶点、二号反光圈的左转角顶点和二号反光圈的右转角顶点均落在同一条一号水平直线上；从而使得一号右下反光板的反光面所在平面与二号左下反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；一号右上反光板的反光面所在平面与二号左上反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；

在一号右下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右下反光板反光面的一号右下回反光片90，并且一号右下回反光片的反光面朝前布置；

在一号右上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右上反光板反光面的一号右上回反光片87，并且一号右上回反光片的反光面朝后布置；

在二号左下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左下反光板反光面的二号左下回反光片85，并且二号左下回反光片的反光面朝前布置；

在二号左上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左上反光板反光面的二号左上回反光片84，并且二号左上回反光片的反光面朝后布置；

若干个激光灯中包括若干个左激光灯、若干个前激光灯和若干个后激光灯；若干个光电传感器中包括若干个右光电传感器、若干个前光电传感器和若干个后光电传感器；

在变压器油箱内的左箱壁95上水平间隔设置若干个水平朝右定向照射的左激光灯69，在变压器油箱内的右箱壁78上水平间隔设置若干个右光电传感器77；

在变压器油箱内的前箱壁80上水平间隔设置若干个水平朝后定向照射的前激光灯94，在变压器油箱内的前箱壁上还水平间隔设置若干个前光电传感器93；

在变压器油箱内的后箱壁104上水平间隔设置若干个水平朝前定向照射的后激光灯73，在变压器油箱内的后箱壁上还水平间隔设置若干个后光电传感器70；

并且左激光灯、右光电传感器、前激光灯、前光电传感器、后激光灯、后光电传感器、一号反光圈、二号反光圈、一号右下回反光片、一号右上回反光片、二号左下回反光片和二号左上回反光片均位于同一水平面上；

任意一个左激光灯发出的一条光束，或能被右光电传感器一对一检测到或能经过一号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能经过一号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

任意一个前激光灯发出的一条光束，或能经过二号右下反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右下反光板反射和二号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右下回反光片反射和一号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过二号右下回反光片反射和二号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能被后光电传感器一对一检测到；

任意一个后激光灯发出的一条光束，或能经过二号右上反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右上反光板反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右上回反光片反射和一号右上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过二号左上回反光片反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

每个右光电传感器、每个前光电传感器和每个后光电传感器分别与控制器相连接。

一号左上反光板只能受到设置在位于该一号左上反光板正左方的左激光灯的水平朝右定向照射，并且照射到一号左上反光板上的任意一条光束经过一号左上反光板反射后只能被设置在位于该一号左上反光板后前方的一个后光电传感器一对一检测到；

一号左下反光板只能受到设置在位于该一号左下反光板正左方的左激光灯的水平朝右定向照射，并且照射到一号左下反光板上的任意一条光束经过一号左下反光板反射后只能被设置在位于该一号左下反光板正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

一号右下反光板只能受到设置在位于该一号右下反光板正前方的前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到一号右下反光板上的任意一条光束先经过一号右下反光板反射到二号左下反光板上，再经过二号左下反光板反射后只能被设置在位于二号左下反光板正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

任意一个一号右下回反光片只能受到设置在位于该个一号右下回反光片正前方的一个前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到该个一号右下回反光片上的激光经过该个一号右下回反光片反射后被反射到一号右下反光板上，再经过一号右下反光板反射后被设置在位于该个一号右下回反光片正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

一号右上反光板只能受到设置在位于该一号右上反光板正后方的后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到一号右上反光板上的任意一条光束先经过一号右上反光板反射到二号左上反光板上，再经过二号左上反光板反射后只能被设置在位于该二号左上反光板正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

任意一个一号右上回反光片只能受到设置在位于该个一号右上回反光片正后方的一个后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到该个一号右上回反光片上的激光经过该个一号右上回反光片反射后被反射到一号右上反光板上，再经过一号右上反光板反射后被设置在位于该个一号右上回反光片正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

任意一个二号左下回反光片只能受到设置在位于该个二号左下回反光片正前方的一个前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到该个二号左下回反光片上的激光经过该个二号左下回反光片反射后被反射到二号左下反光板上，再经过二号左下反光板反射后被设置在位于该个二号左下回反光片正前方的一个前光电传感器一对一检测到；

任意一个二号左上回反光片只能受到设置在位于该个二号左上回反光片正后方的一个后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到该个二号左上回反光片上的激光经过该个二号左上回反光片反射后被反射到二号左上反光板上，再经过二号左上反光板反射后被设置在位于该个二号左上回反光片正后方的一个后光电传感器一对一检测到；

二号右下反光板只能受到设置在位于该二号右下反光板正前方的前激光灯的水平朝后定向照射，并且照射到二号右下反光板上的任意一条光束经过二号右下反光板反射后只能被设置在位于该二号右下反光板正右方的一个右光电传感器一对一检测到；

二号右上反光板只能受到设置在位于该二号右上反光板正后方的后激光灯的水平朝前定向照射，并且照射到二号右上反光板上的任意一条光束经过二号右上反光板反射后只能被设置在位于该二号右上反光板正右方的一个右光电传感器一对一检测到。

在密封箱内还设有隔板25，隔板的前端面、后端面和右端面分别密闭固定连接在密封箱内的前箱壁上、后箱壁上和右箱壁上，隔板的左端面与密封箱的左箱壁间隔布置，隔板的右端面密闭固定连接在位于箱出油孔和箱进油孔之间的右箱壁上，隔板从左往右朝上倾斜布置。

隔板的这种设置，让从油枕进入的气体不易进入到变压器油箱内，从变压器油箱产生的气体也不易进入到油枕里，使得密封箱内能收集到更多的气体，便于后续对收集到的气体成分的检测和分析。

根据变压器内部故障监测系统的控制方法如下：

在使用时，在变压器油箱内产生气体40时，气体就会从变压器油箱内经过箱出油管进入到密封箱内的顶部，气体汇集在密封箱内的顶部越多，在位于密封箱内变压器油的上表面就会受到气体向下的挤压力，气体越多挤压力越大，位于密封箱内变压器油的上表面受到气体的挤压力后就会下降，下降的变压器油会通过箱进油管进入到变压器油枕内；

浮力球是漂浮在变压器油的上表面上的，浮力球所处位置的高低会随变压器油的上表面高低而跟着变化；根据拉力传感器检测到的拉力大小即可知道在密封箱内变压器油的上表面高度，也就知道了密封箱内顶部有没有气体；

当拉力传感器检测到的拉力大小在设定值H1以上时，控制器立即向变压器故障监控平台发出报警信号，变压器故障监控平台端的工作人员即可通过远程控制向控制器发出指令；

在控制器的控制下，让一号单向电磁阀打开，二号单向电磁阀关闭，让位于密封箱内顶部的气体进入到透明竖直玻璃管的颜色观察腔内；

当出现拉力传感器检测到浮力球的拉力在设定时长内一直大于零并且该拉力大小在该设定时长内没变化时，则说明此时变压器油枕内的变压器油上表面低于密封箱的上表面，说明变压器存在漏油问题，从而获得漏油信息；

在拉力传感器检测到浮力球的拉力等于零时，让测距传感器测量密封滑块所在的高度位置获得颜色观察腔的容量，进而获得变压器故障产生了多少量的总气体量大小信息；

然后关闭一号单向电磁阀，此时二号单向电磁阀仍然处于关闭状态，让照明灯打开，工作人员即可通过一号摄像头对颜色观察腔内的气体颜色进行观察或拍摄来获取气体颜色信息；同时让气味检测传感器对颜色观察腔内的气体进行气味检测来获取气体气味信息；

然后打开二号单向电磁阀，此时一号单向电磁阀仍然处于关闭状态，并让点火装置对从点火检测导气管的出气口喷出的气体进行点火，

工作人员即可通过二号摄像头对火焰进行观察或拍摄来获取气体燃烧信息，并同时让温度传感器对火焰大小进行检测来获取气体火焰温度信息；由于密封滑块的作用让气体从点火检测导气管的出气口喷出的流速是均匀的，温度传感器检测到的温度大则说明气体点燃后的火焰大，气体易燃烧；温度传感器检测到的温度大小则说明气体点燃后的火焰小，气体不易燃烧；

工作人员即可在控制器的控制下，让抽油循环器启动，通过抽油循环器让变压器油箱内的变压器油循环设定时长后让抽油循环器停止，然后打开一号LED灯，工作人员即可通过A摄像头对A透明管内的变压器油和B透明管内的变压器油进行观察或拍摄来获取液体颜色信息；

从光网下方往上移动的气泡在穿过光网时，从气泡中穿过的至少两条光束就会发生折射而改变对应光束的传播方向，导致穿过气泡的对应光束就不能被对应的光电传感器检测到；

由于任意两条交叉光束经过气泡折射后就不能被对应的两个光电传感器检测到，并且接收任意两条交叉光束的两个光电传感器对应的两条光束的交叉点的位置是可预先确定的；因此如果在某段时间内，只要出现接收任意两条交叉光束的两个光电传感器检测不到光，就说明这段时间内有气泡从这两条交叉束光的交叉点处往上移动；

如果在这段时间内有部分光电传感器检测不到光束，则说明在这段时间内有气泡穿过光网的一部分光束交叉点，进而说明在这段时间内有气泡产生；

如果在这段时间内全部的光电传感器都能检测到光束，则说明在这段时间内没有气泡穿过光网，进而说明在这段时间内没有气泡产生；

如果在这段时间内出现能检测到交叉光束的光电传感器的个数越少，则说明在这段时间内气泡穿过的光束交叉点的个数就越多，反之，

如果在这段时间内出现能检测到交叉光束的光电传感器的个数越多，则说明在这段时间内气泡穿过的光束交叉点的个数就越少；

如果两个以上的光电传感器检测不到两条交叉光束的时间越长则说明往上移动的气泡越多，并且该两条交叉光束的交点位置就是气泡在光网上的水平坐标位置；由于变压器的变电部件故障产生的气泡是从故障处往上移动后穿入光网的，所以确定了气泡在光网上的水平坐标位置就能确定气泡在变电部件上产生的大致水平位置，进而也就能大致确定变电部件的故障位置；从而获得表示变压器故障水平位置的气泡水平位置信息；

并且变电部件故障严重程度的大小还能通过气泡多少来大致判断；如果两条交叉光束的交叉点处气泡持续的时间越长或者在这个时段内接收不到交叉光束的光电传感器个数越多，则说明气泡量多，进而说明故障严重；如果两条交叉光束的交叉点处气泡持续的时间越短或者在这个时段内接收不到交叉光束的光电传感器个数越少，则说明气泡量少，进而说明故障不严重；从而获得标示变压器故障严重程度的气泡量信息；

控制器借助无线模块将漏油信息、气体颜色信息、气体气味信息、总气体量大小信息、气体是否可燃烧信息、气体火焰温度信息、液体颜色信息、气泡水平位置信息和气泡量信息一并上传到变压器故障监控平台，变压器故障监控平台端的工作人员即可根据控制器上传来的信息对变压器故障进行管理；

根据漏油信息即可知道变压器的漏油严重情况；

根据总气体量大小信息即可知道变压器故障的严重情况；

如果气体无色、气体无味、气体不可燃烧、气体无火焰温度，则说明在密封箱内顶部的气体是空气，从而说明变压器油箱存在密封不严故障；如果此时的气体量大则说明变压器的密封问题严重，如果此时的气体量小则说明变压器的密封问题不严重；

如果气体黄色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度低，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的木质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部木质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部木质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部木质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分木质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分木质处出现故障的严重程度；

如果气体淡灰色、气体有臭味、气体可燃烧、气体火焰温度高，并且是则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的纸质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部纸质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部纸质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部纸质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分纸质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分纸质处出现故障的严重程度；

如果气体灰黑色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度较高，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的铁质故障使绝缘油分解产生的气体，从而说明变压器油箱内部铁质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部铁质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部铁质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分铁质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分铁质处出现故障的严重程度。

本实施例是让A电磁铁通电和断点的方式来让抽油循环器启动；A绝缘导管的一端设置在变压器油箱内的上端，B绝缘导管的一端设置在变压器油箱内的下端；由于杂质一般都是沉底的，绝缘导管通过这种管口方式放置方式，能将含有杂质的变压器油也循环起来，提高检测的可靠性。

控制器借助无线模块将油质颜色信息上传到变压器故障监控平台；变压器故障监控平台端的工作人员随时可通过控制器让抽油循环器启动，让变压器油箱内的变压器油通过A透明管循环，并打开一号LED灯，通过A摄像头对A透明管内的变压器油和B透明管内的变压器油进行拍摄获取油质颜色信息，变压器故障监控平台端的工作人员得到油质颜色信息后，如果油质颜色在设定的油质未变质颜色范围以内则认为变压器油未变质不需要更变压器油；如果油质颜色不在设定的油质未变质颜色范围内则认为变压器油已经变质需要更变压器油。

另外，在变压器不漏油的情况下，如果拉力传感器受到的拉力越大，则说明产生的气体越多，如果拉力传感器受到的拉力越小，则说明产生的气体越少；通过拉力传感器得到的总气体量大小信息是一个粗略的总气体量大小信息。

由于密封滑块的重量是不变的，使得密封滑块对气体颜色观察腔内的气体的压力不变，从而使得气体颜色观察腔内的气体密度在每次测量时也是一样的，这样在检测气体颜色观察腔内气体的颜色和气味时由于气体密度相同使得检测结果的可靠性高。同样在点燃气体时，气体喷出的流速也是一样的，这样使得每次点火后，都是在同样大小的气流喷出条件下去观察是否有火焰的，火焰的温度将被温度传感器检测到。

如果火焰高则每层金属导热网上的温度传感器都能检测火焰的温度，如果火焰低则下层金属导热网上的温度传感器就能检测火焰的温度。温度传感器和二号摄像头分别对火焰进行检测，可靠性好。

浮力球是漂浮在变压器油的上表面上的，根据拉力传感器检测到的拉力大小即可知道在密封箱内变压器油的液面高度，也就知道了密封箱内顶部有没有气体以及粗略的总气体量大小信息。本实施例对变压器是否有漏油都能够检测到。

在密封箱内顶部的气体压强大小是由变压器油枕内变压器油的上表面高度与油密封箱内变压器油的上表面高度之间的液位差决定的；

本实施例加入温度传感器能更好的检测气体的可燃性，气体的可燃性好则火焰大，温度传感器检测到的温度高；气体的可燃性差则火焰小，温度传感器检测到的温度高，通过对温度高低和火焰观察的判断，能更好的判断气体的可燃性。

本实施例通过打开一号电磁阀，拉力传感器是否受到到浮力球的拉力来判断变压器油枕内的液面高度；在打开一号电磁阀的情况下，如果拉力传感器受到浮力球的拉力大于零并且在设定时间内保持拉力不变，则说明变压器油枕内的液面高度低于了密封箱上端面的高度，也就是变压器油枕内的液面高度低于了正常使用所需的液面高度，变压器油枕内的液面正常使用所需的液面高度是要高于密封箱上端面的高度的。如果拉力传感器受到浮力球的拉力等于零则说明变压器油枕内的液面处于正常使用所需的液面高度之内。

本实施例具有远程监控管理能力，能实现变压器油箱内气体的自动排气，能利用变压器油箱内变电部件烧坏处产生的气体来对变压器内的故障水平坐标位置、故障类型、故障严重程度进行远程监控管理，能远程查看变压器油是否变质，使用方便简单，可靠性好。

Claims (8)

1.变压器内部故障监测系统，包括变压器油枕、变压器油箱、密封设置在变压器油箱内的变电部件以及下端分别连接在变电部件上端的左右正对排列布置的电源输入柱和电源输出柱，电源输入柱的下端和电源输出柱的下端均密封在变压器油箱内；其特征在于，还包括变压器故障监控平台、控制器、集气故障检测触发机构、气体颜色观察机构、气体气味检测机构、气体体积检测机构、气体可燃性检测机构、气泡水平坐标定位检测机构、存储器、无线模块和设有一号单向电磁阀的一号竖直管；

所述集气故障检测触发机构包括装满有变压器油的密封箱；在密封箱的上箱壁上设有上箱孔，一号竖直管的外管壁下端密闭固定连接在上箱孔内；在位于一号单向电磁阀上方的一号竖直管的侧管壁上设有侧壁排气孔；

所述密封箱设置在变压器油箱的上方，密封箱的箱进油孔通过一根箱进油管连接在变压器油枕的出油口上，密封箱的箱出油孔通过一根箱出油管连接在变压器油箱的进油口上，气体颜色观察机构的进气端连接在一号竖直管的上管口上，气体气味检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体体积检测机构设置在气体颜色观察机构内，气体可燃性检测机构的进气端连接在一号竖直管的侧壁排气孔上，气泡水平坐标定位检测机构设置在变压器油箱内；

气泡水平坐标定位检测机构包括若干个激光灯和与激光灯个数相等且一对一设置的若干个光电传感器；每个激光灯发出的激光都能被对应的光电传感器一对一检测到，并且若干个激光灯发出的若干条激光光束为纵横交错布置，从而使得若干条纵横交错布置的激光光束在位于变电部件上方的变压器油箱内形成水平布置的光网；并且光网的每条光束的中心线均落在同一个水平面内，从而使得该光网是由若干条纵横交错的光束组成一个水平布置的光网，进而使得光网中的任意两条光束的交叉点在二维坐标平面内的位置是能唯一确定的；

气泡水平坐标定位检测机构还包括分别与每个光电传感器相绑定的地址编码器；

一号单向电磁阀的控制端、集气故障检测触发机构的控制端、气体颜色观察机构的控制端、气体气味检测机构的控制端、气体体积检测机构的控制端、气体可燃性检测机构的控制端、气泡水平坐标定位检测机构的控制端、每个光电传感器、每个地址编码器、存储器和无线模块分别与控制器相连接；控制器通过无线模块与变压器故障监控平台无线连接。

2.根据权利要求1所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，集气故障检测触发机构还包括箱进油孔设置在密封箱的右箱壁下端，箱出油孔设置在密封箱的右箱壁上端；变压器油枕的出油口所在位置要高于密封箱的上端面所在位置，变压器油箱的进油口所在位置要低于密封箱的下端面所在位置；密封箱的上箱壁内顶面为朝上拱的球壁面，箱出油孔位于上箱壁的中心；一号竖直管的下管口与上箱孔的下孔口对齐；在一号单向电磁阀的下表面上固定设有拉力传感器，在密封箱内还设有能漂浮在变压器油上的浮力球；一根一号弹簧的上端固定连接在拉力传感器的拉钩上，该一号弹簧的下端固定连接在浮力球上，并且一号弹簧在竖直自然长度状态下时浮力球的上表面正好接触密闭压在一号竖直管的下管口上，并且此时拉力传感器检测到浮力球的拉力为零；拉力传感器与控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，

气体颜色观察机构包括：一根透明竖直玻璃管的下管口对接连接在一号竖直管的上管口上，在透明竖直玻璃管内密闭上下滑动设有密封滑块；从而在一号单向电磁阀和密封滑块之间的透明竖直玻璃管管腔内形成气体颜色观察腔；一个遮光罩的罩口密闭连接在密封箱的上箱壁外表面上，并将透明竖直玻璃管密封在遮光罩内；在位于透明竖直玻璃管右方的遮光罩内设有A背景布，在位于透明竖直玻璃管左方的遮光罩内设有一号摄像头；在遮光罩内设有照明灯；照明灯的控制端和一号摄像头的控制端分别与控制器相连接。

4.根据权利要求3所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，

气体气味检测机构包括气味检测传感器，气味检测传感器设置在位于一号单向电磁阀处的气体颜色观察腔内，气味检测传感器与控制器相连接。

5.根据权利要求3所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，

气体体积检测机构包括：在透明竖直玻璃管内的上端朝下设有用于检测密封滑块高度位置的测距传感器，在位于测距传感器下方的透明竖直玻璃管的内壁上固定设有限位块；测距传感器与控制器相连接。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，

气体可燃性检测机构包括：一根设有二号单向电磁阀的点火检测导气管的进气口密闭固定对接连接在一号竖直管的侧壁排气孔上；在点火检测导气管的出气口一侧方设有可远程控制点火的点火装置，并且点火装置能点燃从点火检测导气管的出气口喷出的可燃气体；在点火检测导气管的出气口侧上方设有二号摄像头；点火检测导气管的出气口朝上布置，在点火检测导气管的出气口上方设有温度传感器；二号单向电磁阀的控制端、点火装置的控制端、二号摄像头和温度传感器分别与控制器相连接。

7.根据权利要求1所述的变压器内部故障监测系统，其特征在于，

气泡水平坐标定位检测机构包括：在位于变压器油箱内的电源输入柱上固定套设有一个呈正方形状的一号反光圈，在位于变压器油箱内的电源输出柱上固定套设有一个呈正方形框形状的二号反光圈；

一号反光圈由长度完全相等的一号左上反光板、一号左下反光板、一号右下反光板和一号右上反光板依次连接合围而成；二号反光圈由长度完全相等的二号左上反光板、二号左下反光板、二号右下反光板和二号右上反光板依次连接合围而成；

并且一号左上反光板的长度、一号左下反光板的长度、一号右下反光板的长度、一号右上反光板的长度、二号左上反光板的长度、二号左下反光板的长度、二号右下反光板的长度和二号右上反光板的长度都完全相等；从而使得一号反光圈和二号反光圈都为结构相同大小相等并且呈正方形框形状的反光圈；一号反光圈和二号反光圈均位于变电部件的正上方，一号反光圈和二号反光圈为左右水平正对布置；

一号反光圈的左转角顶点、一号反光圈的右转角顶点、二号反光圈的左转角顶点和二号反光圈的右转角顶点均落在同一条一号水平直线上；从而使得一号右下反光板的反光面所在平面与二号左下反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；一号右上反光板的反光面所在平面与二号左上反光板的反光面所在平面之间的夹角为直角；

在一号右下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右下反光板反光面的一号右下回反光片，并且一号右下回反光片的反光面朝前布置；

在一号右上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于一号右上反光板反光面的一号右上回反光片，并且一号右上回反光片的反光面朝后布置；

在二号左下反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左下反光板反光面的二号左下回反光片，并且二号左下回反光片的反光面朝前布置；

在二号左上反光板的反光面上等间距固定设有若干个垂直于二号左上反光板反光面的二号左上回反光片，并且二号左上回反光片的反光面朝后布置；

若干个激光灯中包括若干个左激光灯、若干个前激光灯和若干个后激光灯；若干个光电传感器中包括若干个右光电传感器、若干个前光电传感器和若干个后光电传感器；

在变压器油箱内的左箱壁上水平间隔设置若干个水平朝右定向照射的左激光灯，在变压器油箱内的右箱壁上水平间隔设置若干个右光电传感器；

在变压器油箱内的前箱壁上水平间隔设置若干个水平朝后定向照射的前激光灯，在变压器油箱内的前箱壁上还水平间隔设置若干个前光电传感器；

在变压器油箱内的后箱壁上水平间隔设置若干个水平朝前定向照射的后激光灯，在变压器油箱内的后箱壁上还水平间隔设置若干个后光电传感器；

并且左激光灯、右光电传感器、前激光灯、前光电传感器、后激光灯、后光电传感器、一号反光圈、二号反光圈、一号右下回反光片、一号右上回反光片、二号左下回反光片和二号左上回反光片均位于同一水平面上；

任意一个左激光灯发出的一条光束，或能被右光电传感器一对一检测到或能经过一号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能经过一号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

任意一个前激光灯发出的一条光束，或能经过二号右下反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右下反光板反射和二号左下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右下回反光片反射和一号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或依次经过二号右下回反光片反射和二号右下反光板反射后被前光电传感器一对一检测到，或能被后光电传感器一对一检测到；

任意一个后激光灯发出的一条光束，或能经过二号右上反光板反射后被右光电传感器一对一检测到，或能依次经过一号右上反光板反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过一号右上回反光片反射和一号右上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到，或依次经过二号左上回反光片反射和二号左上反光板反射后被后光电传感器一对一检测到；

每个右光电传感器、每个前光电传感器和每个后光电传感器分别与控制器相连接。

8.根据权利要求1所述的变压器内部故障监测系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：

在变压器油箱内产生气体时，气体就会从变压器油箱内经过箱出油管进入到密封箱内的顶部，气体汇集在密封箱内的顶部越多，在位于密封箱内变压器油的上表面就会受到气体向下的挤压力，气体越多挤压力越大；当密封箱内的气体压力达到设定压力时，集气故障检测触发机构被触发，然后在控制器的控制下将触发信息上传给变压器故障监控平台，变压器故障监控平台的工作人员即可在控制器的控制下，

借助集气故障检测触发机构对变压器是否漏油进行检测获得漏油信息，借助气体颜色观察机构对变压器油箱内产生的气体颜色进行观察获得气体颜色信息，借助气体气味检测机构对变压器油箱内产生的气体气味进行检测获得气体气味信息，借助气体体积检测机构对变压器油箱内产生的气体体积进行检测获得总气体量大小信息，借助气体可燃性检测机构对变压器油箱内产生的气体可燃性进行检测获得气体是否可燃烧信息和气体火焰温度信息，借助气泡水平坐标定位检测机构对变压器油箱内产生的气泡水平坐标进行检测获得气泡水平位置信息和气泡量信息；

控制器借助无线模块将漏油信息、气体颜色信息、气体气味信息、总气体量大小信息、气体是否可燃烧信息、气体火焰温度信息、液体颜色信息、气泡水平位置信息和气泡量信息一并上传到变压器故障监控平台，变压器故障监控平台端的工作人员即可根据控制器上传来的信息对变压器故障进行管理；

根据漏油信息即可知道变压器的漏油严重情况；

根据总气体量大小信息即可知道变压器故障的严重情况；

如果气体无色、气体无味、气体不可燃烧、气体无火焰温度，则说明在密封箱内顶部的气体是空气，从而说明变压器油箱存在密封不严故障；如果此时的气体量大则说明变压器的密封问题严重，如果此时的气体量小则说明变压器的密封问题不严重；

如果气体黄色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度低，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的木质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部木质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部木质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部木质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分木质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分木质处出现故障的严重程度；

如果气体淡灰色、气体有臭味、气体可燃烧、气体火焰温度高，并且是则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的纸质故障产生的气体，从而说明变压器油箱内部纸质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部纸质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部纸质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分纸质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分纸质处出现故障的严重程度；

如果气体灰黑色、气体无味、气体可燃烧、气体火焰温度较高，则说明在密封箱内顶部的气体是由于变压器油箱内部的铁质故障使绝缘油分解产生的气体，从而说明变压器油箱内部铁质部分出现了故障；如果此时的气体量大则说明变压器油箱内部铁质部分的故障严重，如果此时的气体量小则说明变压器油箱内部铁质部分的故障不严重；并可根据气泡水平位置信息来大致判断变压器油箱内部变电部件上的哪部分铁质出现了故障，并可根据气泡量信息来判断该部分铁质处出现故障的严重程度。

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