CN114710846B - 一种干式配电变压器绕组的ptc快速加热装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法，用于解决干式配电变压器绕组检测时，对绕组采用PTC加热片加热，加热效率低，导热慢，热量耗散严重，同时PTC加热片安装和拆卸需要人工手动操作，效率低，存在安全隐患的问题。包括：加热装置、传热装置、夹持装置、升降机构和控制系统。通过所述加热装置对所述干式配电变压器的铜接线端子快速加热，所述加热装置散发的部分热量通过所述传热装置传导到所述干式配电变压器的铜引线，提高了加热效率，为绕组材质检测节省了时间，并达到了节能减排的作用，通过控制系统控制所述行走装置、所述夹升降机构、所述加热装置和所述夹持装置，可以实现自动化控制对绕组接线端进行加热。

Description

一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法

技术领域

本本发明涉及配电变压器检测领域，尤其是涉及一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法。

背景技术

变压器在运行过程中，绕组承受高电压、大电流、高场强和机械负荷、热负荷的作用，因此要求变压器绕组材质具备良好的导电性能、机械强度以及耐热能力，并能承受一定的过载和短路冲击。变压器绕组主要有铜和铝这2种材质。铜的电气、机械等性能均优于铝。铜材价格约为铝材价格的3倍，铜材绕组变压器（铜变）的整体成本约为铝材绕组变压器（铝变）的1.5倍。因此，绕组材质是影响变压器技术经济性的重要因素，铜变比铝变性能更好，铝变则比铜变更经济。变压器国标规定绕组材质在型号中以字母代号区别，铜材质不标注字母代号，铝材质必须标注字母代号“L”。电网公司已经发现有厂家在未标注字母代号的情况下以铝绕组代替铜绕组，一方面使电网公司蒙受了经济损失，另一方面给电力系统带来了安全隐患。电力系统设备管理部门一般通过吊罩解体后破坏绕组绝缘来检测导线类型。这种检测方法操作繁琐，成本也较高，工程实用性差。因此，研究一种方便有效的无损检测方法具有较高的工程应用价值。

基于热电效应的变压器内部绕组材质无损鉴别方法，其基本原理是不同导体间存在热电效应，产生一个微小的热电势，该热电势只与导体材质和温度有关，与导体长度、形状结构等无关，避免了变压器复杂结构的影响。建立基于热电势判别变压器铜铝绕组材质的试验平台，通过提升变压器绕组接线端温度、建立绕组两端温度差、测量绕组两端热电势的大小来判断绕组材质，实现封闭变压器内部铜铝绕组材质的鉴别。

然而，目前技术中对绕组接线端加热采用感应式加热和PTC加热片加热，其中感应式加热，具有较强的电磁干扰；采用PTC加热片加热，只用PTC加热片及简单的固定结构，加热效率低，导热慢，且较多热量散到空气中，同时PTC加热片需要人工手动安装到绕组接线端，加热后，手动拆卸，大大降低了检测效率低，同时存在人员烫伤等安全隐患。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法，用于解决干式配电变压器绕组检测时，对绕组采用PTC加热片加热，加热效率低，导热慢，热量耗散严重，同时PTC加热片安装和拆卸需要人工手动操作，效率低，存在安全隐患的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法，包括：加热装置、传热装置、夹持装置、升降机构、控制系统。

所述加热装置包括加热组件，两组所述加热组件对立平行设置。

所述传热装置包括第一热管和第二热管，所述第一热管呈扁平状，所述第一热管与所述加热组件固定连接，其中，所述第一热管的一扁平表面与所述加热组件贴合，所述第二热管呈螺旋结构，所述第一热管和所述第二热管固定连接。

所述夹持装置包括第一夹持组件、第二夹持组件、第一直线导轨和第一伸缩元件，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件平行正对设置，所述第一夹持组件固设在所述第一直线导轨的端头，所述第二夹持组件与所述第一直线导轨滑动配合，通过所述第一伸缩元件控制所述第二夹持组件在所述第一直线导轨上运动。

所述升降机构固定安装在行走装置上，所述升降机构控制所述夹持装置升降。

所述控制系统分别电性连接所述加热装置、所述夹持装置、所述行走装置和所述升降机构。

可选地，所述加热组件包括导热板和PTC加热片，所述导热板上贴合安装有至少一块所述PTC加热片。

可选地，若干所述第一热管集成在所述导热板的表面。

可选地，至少两组所述第二热管交错螺旋绕制。

可选地，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均包括安装板、第一夹板、第二夹板、第一横向滑块、第二横向滑块、纵向滑块、第一连杆、第二连杆和第二伸缩元件。

所述安装板上设有第一横向滑槽、第二横向滑槽和纵向滑槽，所述第一横向滑槽和所述第二横向滑槽分布在所述纵向滑槽两侧，所述第一横向滑块与第一横向滑槽滑动配合，所述第二横向滑块与所述第二横向滑槽滑动配合，所述纵向滑块与所述纵向滑槽滑动配合，所述第一夹板于所述第一横向滑块固定连接，所述第二夹板与所述第二横向滑块固定连接。

所述第一连杆的两端分别与所述第一横向滑块和纵向滑块铰接，所述第二连杆的两端分别与所述第二横向滑块和纵向滑块铰接，所述第二伸缩元件固定安装在所述安装板上，所述第二伸缩元件的伸缩端与所述纵向滑块固定连接。

可选地，所述升降机构包括支撑架、升降梁、第三伸缩元件、第二直线导轨和悬挑杆，两条所述第二直线导轨平行相对设置在所述支撑架上，所述升降梁与两条所述第二直线导轨滑动配合，第三伸缩元件设置在所述行走装置上，第三伸缩元件的活动端与所述升降梁固定连接，所述悬挑杆与所述升降梁固定连接，所述第二直线导轨固定安装在所述悬挑杆的悬挑端。

可选地，所述第二热管与所述干式配电变压器的铜引线之间填充导热材料。

可选地，所述导热材料为柔性导热硅胶片或导热泥。

可选地，所述第一夹板和所述第二夹板的夹持部采用耐高温、隔热材料。

一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热的方法，包括如下步骤：

准备步骤：用导热材料包裹所述干式配电变压器绕组的铜引线，同时将温度传感器包裹在所述铜引线上，将所述第二热管和所述第一热管连接稳固。

安装步骤：第一夹持组件和所述第二夹持组件别夹持一组所述加热组件，通过所述行走装置和所述升降机构控制所述加热装置和传热装置从所述铜引线的正上方往下运动，所述铜引线套在所述第二热管的螺旋内部，所述干式配电变压器绕组的铜接线端子位于所述两组所述加热组件正中间。

夹紧步骤：所述第一伸缩元件推动所述第二夹持组件靠近所述第一夹持组件，两组所述加热组件将所述铜接线端子夹紧。

加热步骤：启动所述加热装置的电源，通过所述加热装置将所述铜接线端子加热，同时所述加热装置部分热量通过所述传热装置传导所述铜引线。

拆卸步骤：当检测完成后，关闭所述加热装置的电源，所述第一伸缩元件控制所述第二夹持组件远离所述第一夹持组件，所述升降机构带动所述加热装置和所述传热装置往上运动使其完全脱离所述铜引线。

如上所述，本发明的一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置及方法，至少具有以下有益效果：

1.通过加热装置可以对所述干式配电变压器的铜接线端子快速加热，所述加热装置散发的部分热量通过所述传热装置传导到所述铜引线，提高了加热效率，降低了能量耗散，为干式配电变压器绕组材质检测节省了时间，并达到了节能减排的作用。

2.所述散热装置包括第一热管和第二热管，所述第一热管呈扁平状，并与所述加热装置紧密贴合，增强了其导热效率。

3.所述第二热管呈螺旋结构，加热时，所述第二热管环绕在所述铜引线周围，利用热管优良的导热性能，充分的将热量传导到所述铜引线。

4.所述第一夹持组件和所述第二夹持组件平行正对设置，所述第一夹持和所述第二夹持组件能够单独实现夹持，在夹持的同时，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件还可以通过第一伸缩元件驱动相向或者相背运动，实现所述第一夹持组件和所述第二夹持组件所夹持的两组加热组件相向或者相背运动。

5.所述第二热管和所述铜引线之间设有导热材料，增加了传热效率。

6. 通过控制系统控制所述行走装置、所述升降机构、所述加热装置和所述夹持装置动作，对所述铜引线进行加热可以实现自动化控制，避免人工手动操作带来失误，以及安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置立体结构的示意图；

图2为本发明实施例的第一夹持组件或者第二夹持组件的内部结构示意图；

图3为本发明实施例的图1中局部A的放大示意图；

图4为本发明实施例的加热装置和传热装置的立体结构示意图；

图5为本发明实施例的干式配电变压器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。

请参阅图1-图5，本发明提供一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置的实施例，包括: 加热装置2、传热装置3、夹持装置4、升降机构5和控制系统。

所述加热装置2包括加热组件210，两组所述加热组件210对立平行设置，两组所述加热组件210的加热面正对设置，加热时两组加热组件210的分别位于铜接线端子102的两侧，两组所述加热组件210的加热面与所述铜接线端子102紧密贴合。

所述传热装置3包括第一热管301和第二热管302，所述第一热管301呈扁平状，所述第一热管301与所述加热组件210固定连接，可以采用扣件将所述第一热管301固定在所述加热组件210上，也可以在所述加热组件210表面设置凸起部，在所述凸起部位上开设通孔，所述第一热管301从所述通孔中穿过，实现固定的目的。其中，所述第一热管301的一扁平表面与所述加热组件210贴合，所述第二热管302呈螺旋结构，所述第一热管301和所述第二热管302可以设置为可拆卸连接，加热组件210冷却比较慢，后续加热组件210需要冷却后才能重复利用，设置成可拆卸连接，便于所述加热组件210单独冷却，所述第一热管301和所述第二热管302之间可以设置导热连接件303，所述导热连接件303采用导热性能好的材料制成，如铜或者铝，所述导热连接件303上设有连接孔，所述第一热管301和所述第二热管302直接插入连接孔就能实现快速连接，所述第一热管301和所述第二热管302也可以连通设置为一体，传热效率高。

所述夹持装置4包括第一夹持组件401、第二夹持组件402、第一直线导轨403和第一伸缩元件404，所述第一夹持组件401和所述第二夹持组件402都能单独实现夹持，所述第一夹持组件401和所述第二夹持组件402平行正对设置，所述第一夹持组件401固设在所述第一直线导轨403的端头，所述第二夹持组件402与所述第一直线导轨403滑动配合，通过所述第一伸缩元件404控制所述第二夹持组件在所述第一直线导轨上运动。

所述升降机构5固定安装在行走装置6上，所述升降机构5控制所述夹持装置4升降。

所述控制系统分别电性连接所述加热装置2、所述夹持装置4、所述行走装置6和所述升降机构5。

通过加热装置2可以对所述干式配电变压器1的铜接线端子102快速加热，所述加热装置2散发的部分热量通过所述传热装置3传导到所述铜引线101，提高了加热效率，降低了能量耗散，为干式配电变压器1的绕组材质检测节省了时间，并达到了节能减排的作用。

本实施例中，请参阅图3和图4，所述加热组件210包括导热板212和PTC加热片211，所述导热板212上贴合安装有至少一块所述PTC加热片211，所述PTC加热片211数量多少，决定加热效率的快慢，所述导热板212可以为铝板或者铜板，所述导热板212和所述PTC加热片211之间可以用螺钉紧固，通过所述PTC加热片211将热量传导给铜接线端子102，同时所述PTC加热片211另一面产生的热量传递给导热板212。

本实施例中，请参阅图3和图4，若干所述第一热管301集成在所述导热板212的表面，增强导热能力，所述第一热管301数量越多导热效率越高。

本实施例中，请参阅图3和图4，至少两组所述第二热管302交错螺旋绕制，增强导热效率。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述第一夹持组件401和所述第二夹持组件402均包括安装板4011、第一夹板4012、第二夹板4013、第一横向滑块4015、第二横向滑块4017、纵向滑块4018、第一连杆4014、第二连杆4016和第二伸缩元件4019。

所述第二伸缩元件4019可以为气缸或者电动推杆，所述安装板4011上设有第一横向滑槽、第二横向滑槽和纵向滑槽，所述第一横向滑槽和所述第二横向滑槽分布在所述纵向滑槽两侧，所述第一横向滑块4015与第一横向滑槽滑动配合，所述第二横向滑块4017与所述第二横向滑槽滑动配合，所述纵向滑块4018与所述纵向滑槽滑动配合，所述第一夹板4012于所述第一横向滑块4015固定连接，所述第二夹板4013与所述第二横向滑块4017固定连接。

所述第一连杆4014的两端分别与所述第一横向滑块4015和纵向滑块4018铰接，所述第二连杆4016的两端分别与所述第二横向滑块4017和纵向滑块4018铰接，所述第二伸缩元件4019固定安装在所述安装板4011上，所述第二伸缩元件4019的伸缩端与所述纵向滑块4018固定连接。

通过所述第二伸缩元件4019的伸缩带动所述纵向滑块4018在所述纵向滑槽中往复运动，所述纵向滑块4018通过所述第一连杆4014和所述第二连杆4016带动所述第一横向滑块4015和所述第二横向滑块4017在所述第一横向滑槽和所述第二横向滑槽中滑动，所述第一横向滑块4015和所述第二横向滑块4017分别带动所述第一夹板4012和所述第二夹板4013相向或者相背运动，从而实现夹持的目的。

本实施例中，请参阅图1和图3，所述升降机构5包括支撑架501、升降梁502、第三伸缩元件503、第二直线导轨504和悬挑杆505，两条所述第二直线导轨504平行相对设置在所述支撑架501上，所述升降梁502与两条所述第二直线导轨504滑动配合，第三伸缩元件503设置在所述行走装置6上，第三伸缩元件503的活动端与所述升降梁502固定连接，所述悬挑杆505与所述升降梁502固定连接，所述第二直线导轨504固定安装在所述悬挑杆505的悬挑端，通过第三伸缩元件503带动所述升降梁502上下运动，所述升降梁502带动所述悬挑杆505和其上的设备上下运动。

本实施例中，请参阅图3-图5，所述第二热管302与所述干式配电变压器的铜引线101之间填充导热材料，增强其导热能力，充分的把所述第二热管302传导过来的热量传递给所述铜引线101。

本实施例中，请参阅图3，所述导热材料为柔性导热硅胶片或导热泥，所述热硅胶片或导热泥可塑性强，导热效率高。

本实施例中，请参阅图1和图2，所述第一夹板4012和所述第二夹板4013的夹持部采用耐高温、隔热材料，所述加热组件210工作时，温度比较高，采用耐高温、隔热材料放置所述加热组件210产生的随所述夹持部传导，导致热量损失。

一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热的方法，包括如下步骤：

准备步骤：用导热材料包裹所述干式配电变压器1绕组的铜引线101，同时将温度传感器包裹在所述铜引线101上，将所述第二热管302和所述第一热管301连接稳固。将温度计包裹在所述铜引线101上，便于适时监控所述铜引线101的温度。

安装步骤：第一夹持组件401和所述第二夹持组件402别夹持一组所述加热组件210，通过所述行走装置6和所述升降机构5控制所述加热装置2和传热装置3从所述铜引线101的正上方往下运动，所述铜引线101套在所述第二热管302的螺旋内部，所述干式配电变压器绕组的铜接线端子102位于所述两组所述加热组件210正中间。

夹紧步骤：所述第一伸缩元件404推动所述第二夹持组件402靠近所述第一夹持组件401，两组所述加热组件210将所述铜接线端子102夹紧。

加热步骤：启动所述加热装置2的电源，通过所述加热装置2将所述铜接线端子102加热，同时所述加热装置2部分热量通过所述传热装置3传导所述铜引线101。

拆卸步骤：当检测完成后，关闭所述加热装置2的电源，所述第一伸缩元件404控制所述第二夹持组件402远离所述第一夹持组件401，所述升降机构5带动所述加热装置2和所述传热装置3往上运动使其完全脱离所述铜引线101。

综上所述，通过加热装置2可以对所述干式配电变压器1的铜接线端子102快速加热，所述加热装置2散发的部分热量通过所述传热装置3传导到所述铜引线101，提高了加热效率，降低了能量耗散，为干式配电变压器1的绕组材质检测节省了时间，并达到了节能减排的作用，通过控制系统控制所述行走装置6、所述升降机构5、所述加热装置2和所述夹持装置4，可以实现自动化控制所述铜引线101的加热。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于，包括:

加热装置，

所述加热装置包括加热组件，两组所述加热组件对立平行设置；

传热装置，

所述传热装置包括第一热管和第二热管，所述第一热管呈扁平状，所述第一热管与所述加热组件固定连接，其中，所述第一热管的一扁平表面与所述加热组件贴合，所述第二热管呈螺旋结构，所述第一热管和所述第二热管固定连接；

夹持装置，

所述夹持装置包括第一夹持组件、第二夹持组件、第一直线导轨和第一伸缩元件，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件平行正对设置，所述第一夹持组件固设在所述第一直线导轨的端头，所述第二夹持组件与所述第一直线导轨滑动配合，通过所述第一伸缩元件控制所述第二夹持组件在所述第一直线导轨上直线运动；

升降机构，

所述升降机构固定安装在行走装置上，所述升降机构控制所述夹持装置升降；

控制系统，

所述控制系统分别电性连接所述加热装置、所述夹持装置、所述行走装置和所述升降机构。

2.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于: 所述加热组件包括导热板和PTC加热片，所述导热板上贴合安装有至少一块所述PTC加热片。

3.根据权利要求2所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于:若干所述第一热管集成在所述导热板的表面。

4.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于:至少两组所述第二热管交错螺旋绕制。

5.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于：所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均包括安装板、第一夹板、第二夹板、第一横向滑块、第二横向滑块、纵向滑块、第一连杆、第二连杆和第二伸缩元件；

所述安装板上设有第一横向滑槽、第二横向滑槽和纵向滑槽，所述第一横向滑槽和所述第二横向滑槽分布在所述纵向滑槽两侧，所述第一横向滑块与第一横向滑槽滑动配合，所述第二横向滑块与所述第二横向滑槽滑动配合，所述纵向滑块与所述纵向滑槽滑动配合，所述第一夹板与所述第一横向滑块固定连接，所述第二夹板与所述第二横向滑块固定连接；

所述第一连杆的两端分别与所述第一横向滑块和纵向滑块铰接，所述第二连杆的两端分别与所述第二横向滑块和纵向滑块铰接，所述第二伸缩元件固定安装在所述安装板上，所述第二伸缩元件的伸缩端与所述纵向滑块固定连接。

6.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于：所述升降机构包括支撑架、升降梁、第三伸缩元件、第二直线导轨和悬挑杆，两条所述第二直线导轨平行相对设置在所述支撑架上，所述升降梁与两条所述第二直线导轨滑动配合，第三伸缩元件设置在所述行走装置上，第三伸缩元件的活动端与所述升降梁固定连接，所述悬挑杆与所述升降梁固定连接，所述第二直线导轨固定安装在所述悬挑杆的悬挑端。

7.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于：所述第二热管与所述干式配电变压器的铜引线之间填充导热材料。

8.根据权利要求7所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于：所述导热材料为柔性导热硅胶片或导热泥。

9.根据权利要求5所述的干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，其特征在于：所述第一夹板和所述第二夹板的夹持部采用隔热材料。

10.一种干式配电变压器绕组的PTC快速加热的方法，其特征在于，利用了权利要求7和8任一所述干式配电变压器绕组的PTC快速加热装置，包括如下步骤：

准备步骤：用导热材料包裹所述干式配电变压器绕组的铜引线，同时将温度传感器包裹在所述铜引线上，将所述第二热管和所述第一热管连接稳固；

安装步骤：第一夹持组件和所述第二夹持组件分别夹持一组所述加热组件，通过所述行走装置和所述升降机构控制所述加热装置和传热装置从所述铜引线的正上方往下运动，所述铜引线套在所述第二热管的螺旋内部，所述干式配电变压器绕组的铜接线端子位于所述两组所述加热组件正中间；

夹紧步骤：所述第一伸缩元件推动所述第二夹持组件靠近所述第一夹持组件，两组所述加热组件将所述铜接线端子夹紧；

加热步骤：启动所述加热装置的电源，通过所述加热装置将所述铜接线端子加热，同时所述加热装置部分热量通过所述传热装置传导所述铜引线；

拆卸步骤：当检测完成后，关闭所述加热装置的电源，所述第一伸缩元件控制所述第二夹持组件远离所述第一夹持组件，所述升降机构带动所述加热装置和所述传热装置往上运动使其完全脱离所述铜引线。

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