CN114720505B - 一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置及方法，用于解决干式配电变压器绕组检测时，对绕组加热和散热需要人工手动操作，操作复杂，效率低的问题。包括：吹风装置和出风罩，所述吹风装置通过风管与所述出风罩连通，所述吹风装置用于向所述出风罩内吹风，所述风管上设有加热装置，所述加热装置对所述风管中空气加热形成热风，所述热风对所述干式配电变压器的铜引线和铜接线端子进行加热，当所述出风罩中温度稳定在测试要求时，就可对所述干式配电变压器绕组进行检测，检测完成后，关闭加热装置电源，所述吹风装置电源保持打开状态，对所述干式配电变压器的铜接线端子和铜引线进行散热，实现了在一套装置上集成加热和散热功能。

Description

一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置及方法

技术领域

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加热和散热两用装置及方法。

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，同时检测完成后，需要通过水对感应加热管进行本体散热，此种加热设备体积和重量都比较大；采用PTC加热片加热，加热和散热需要分开操作，操作复杂，两种方式都需要人工手动操作，效率低。

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加热和散热两用装置及方法，用于解决干式配电变压器绕组检测时，对绕组加热和散热需要人工手动操作，操作复杂，效率低的问题。

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加热和散热两用装置及方法，包括：行走装置、出风罩、加热装置和伸缩气囊，所述行走装置上设有升降机构、吹风装置和充泄气装置，所述出风罩成桶状结构，所述出风罩包括进风口和出风口，所述进风口通过风管与所述吹风装置连通，所述升降机构控制所述出风罩升降，所述出风口上设有柔性波纹管；所述加热装置设置在所述风管上，所述加热装置用于对所述风管中的空气加热；所述伸缩气囊包括第一气囊和第二气囊，所述第一气囊和所述第二气囊设置在所述柔性波纹管的管壁上，所述第一气囊和所述第二气囊对立设置，所述第一气囊的容积和长度均小于所述第二气囊，所述第一气囊和所述第二气囊与所述充泄气装置连通，所述充泄气装置用于对所述第一气囊和所述第二气囊进行充泄气。

可选地，所述充泄气装置包括气筒、活塞和第一直线驱动装置，所述气筒和所述第一直线驱动装置固定安装在所述行走装置上，所述活塞和所述气筒滑动配合，所述气筒和所述活塞之间形成一个封闭空腔，所述封闭空腔通过排气管与所述第一气囊和所述第二气囊连通，所述第一直线驱动装置的活动端与所述活塞固定连接。

可选地，所述加热装置包括云母架和发热丝，所述发热丝缠绕在所述云母架上。

可选地，所述出风罩、所述柔性波纹管和所述风管均采用耐高温的绝缘材料。

可选地，所述出风罩内设有温度传感器。

可选地，所述升降机构包括支撑架、升降杆、第二直线驱动装置、直线滑轨和悬挑杆，两条直线滑轨平行相对设置在所述支撑架上，所述升降杆与所述直线滑轨滑动配合，所述第二直线驱动装置设置在所述行走装置上，所述直线驱动装置的活动端与所述升降杆固定连接，所述悬挑杆与所述升降杆固定连接，所述出风罩固定安装在所述悬挑杆的悬挑端。

可选地，所述升降机构包括第二直线驱动装置和悬挑杆，所述第二直线驱动装置设置在所述行走装置上，所述悬挑杆固定安装在所述第二直线驱动装置的活动端，所述出风罩固定安装在所悬述挑杆的悬挑端。

可选地，所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置为气缸或者电动推杆。

可选地，所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置还包括控制系统，所述控制系统分别电连接所述加热装置、所述吹风装置、所述行走装置和所述升降机构。

一种干式配电变压器绕组加热和散热的方法，包括如下步骤：

安装步骤：通过所述行走装置和所述升降机构调整所述出风罩的位置，使所述出风罩位于所述干式配电变压器的铜引线正上方，所述升降机构带动所述出风罩往下运动，直到所述出风罩将所述铜引线罩住，所述充泄气装置向所述第一气囊和所述第二气囊充气，所述第一气囊所述第二气囊膨胀并带动所述柔性波纹管伸长并弯曲，使得所述铜引线被完全包裹住；

加热步骤：启动所述吹风装置和所述加热装置的电源，将热风集中吹向所述干式配电变压器的铜引线；

散热步骤：关闭加热装置电源，所述吹风装置电源保持打开状态，对已被加热的所述干式配电变压器的铜接线端子和所述铜引线进行散热；

拆卸步骤：所述充泄气装置卸掉所述第一气囊和所述第二气囊中的气体，所述升降机构带动所述出风罩上升，直到完全离开所述铜引线。

如上所述，本发明的一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置及方法，至少具有以下有益效果：

1.所述吹风装置通过风管向所述出风罩中吹风，所述加热装置对所述风管中空气加热形成热风，所述热风对所述干式配电变压器的铜引线和铜接线端子进行加热，当所述出风罩中温度稳定在测试要求时，就可对所述干式配电变压器绕组进行检测，当检测完成后，关闭所述加热装置电源，所述吹风装置电源保持打开状态，对所述干式配电变压器的铜接线端子和铜引线进行散热，实现了在一套装置上集成加热和散热功能，操作简便而无需多次操作，提高检测效率，也可以避免操作烫伤以及长时间高温对变压器产生损害。

2.所述出风罩的出风端为波纹软管，所述出风端的管壁上设有伸缩气囊，当向所述伸缩气囊充气时，所述伸缩气囊膨胀，并的带动所出风罩的出风端伸长并弯曲，最终将所述干式配电变压器的引线全部包裹住，使得加热效率更高。

3. 所述出风罩和所述风管均采用耐高温的绝缘材料，避免检测时产生电磁干扰，影响检测结果。

4.所述出风罩内设有温度传感器，实时监测所述出风罩中温度变化。

5. 通过所述控制系统的自动化控制，可以实现对所述干式配电变压器的铜接线端子和铜引线自动加热和散热，节省人工，提高效率。

附图说明

图1为本发明实施例的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置立体结构的示意图；

图2为本发明实施例的出风罩未作业时的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的干式配电变压器外观图；

图4为本发明实施例的出风罩作业时结构的剖视图。

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4，本发明提供一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置的实施例，包括: 行走装置6、出风罩2、加热装置4和伸缩气囊210，所述行走装置6能够带动整个装置自由行走，所述行走装置6上设有升降机构5、吹风装置3和充泄气装置8，所述出风罩2成桶状结构，所述出风罩2包括进风口和出风口，所述进风口203通过风管与所述吹风装置3连通，所述升降机构5控制所述出风罩2升降，所述出风口上设有柔性波纹管201，所述加热装置4设置在所述风管上，所述加热装置4用于对所述风管中的空气加热；所述伸缩气囊210包括第一气囊211和第二气囊212，所述第一气囊211和所述第二气囊212可以和所述柔性波纹管201一体，也可以单独分开，所述第一气囊211和所述第二气囊212设置在所述柔性波纹管201的管壁上，所述第一气囊211和所述第二气囊212对立设置，所述第一气囊211的容积和长度均小于所述第二气囊212，所述第一气囊211和所述第二气囊212与所述充泄气装置8连通，所述充泄气装置8用于对所述第一气囊211和所述第二气囊212进行充泄气，所述充泄气装置8可以为气泵。所述充泄气装置8向所述第一气囊211和所述第二气囊212充气，所述第一气囊211所述第二气囊212膨胀并带动所述柔性波纹管201伸长并弯曲，最终将所述干式配电变压器1的铜引线全部包裹住，使得加热效率更高。

通过所述加热装置4对所述风管中空气加热形成热风，所述热风对所述干式配电变压器1的铜引线101和铜接线端子102进行加热，可以将检测装置的一个探针设置在所述出风罩2内，当所述出风罩2中温度稳定在测试要求时，就可对所述干式配电变压器1的绕组进行检测，出风罩2中的探针和所述铜引线101接触，所述检测装置的另一个探针与所述干式配电变压器绕组的另一端接触，通过检测装置得到的数据就可以判断所述绕组材质。当检测完成后，关闭所述加热装置4电源，所述吹风装置3电源保持打开状态，对所述干式配电变压器的铜接线端子102和铜引线101进行散热，实现了在一套装置上集成加热和散热功能，不会带来电磁干扰，提高了检测精确度，操作简便，而无需多次操作，提高检测效率，也可以避免操作烫伤以及长时间高温对变压器产生损害，并其整个步骤可以自动化完成，无需人工操作，接人人力成本，提高了检测的效率。

本实施例中，请参阅图1和图4，所述充泄气装置8包括气筒802、活塞和第一直线驱动装置801，所述气筒802和所述第一直线驱动装置801固定安装在所述行走装置6上，所述活塞和所述气筒802滑动配合，所述气筒802和所述活塞之间形成一个封闭空腔，所述封闭空腔通过排气管与所述第一气囊211和所述第二气囊212连通，所述第一气囊211和所述第二气囊212可以互相连通，在通过一根排气管与所述封闭空腔连接，所述第一直线驱动装置801的活动端与所述活塞固定连接。

通过所述第一直线驱动装置801驱动所述活塞在所述气筒802中运动，可以改变所述活塞和所述气筒802之间的封闭空腔的容积和压力，从而实现控制所述第一气囊211和所述第二气囊212的充泄气。

本实施例中，请参阅图1-图2，所述加热装置4包括云母架和发热丝，所述发热丝缠绕在所述云母架上，发热丝可以迅速发热，并将风管中空气加热，温升快，加热效率高。

本实施例中，请参阅图1、图2和图4，所述出风罩2、所述柔性波纹管201和所述风管均采用耐高温的绝缘材料，如采用耐高温塑料或者耐高温树脂，避免检测时产生电磁干扰，影响检测结果。

本实施例中，请参阅图1、图2和图4，所述出风罩2内设有温度传感器7，实时监测所述出风罩2中温度变化。

本实施例中，请参阅图1，所述升降机构5包括支撑架502、升降杆501、第二直线驱动装置503、直线滑轨504和悬挑杆505，两条直线滑轨504平行相对设置在所述支撑架502上，所述升降杆501与所述直线滑轨504滑动配合，所述第二直线驱动装置503设置在所述行走装置6上，所述第二直线驱动装置503的活动端与所述升降杆501固定连接，所述悬挑杆505与所述升降杆501固定连接，所述出风罩2固定安装在所述悬挑杆505的悬挑端。通过所述第二直线驱动装置503带动所述升降杆501和所述悬挑杆505上下运动，所述悬挑杆505带动所述出风罩2上下运动，设置两条直线滑轨504目的是使得所述升降杆501和所述悬挑杆505上下运动更加平稳。

本实施例中，请参阅图1，所述升降机构5包括第二直线驱动装置503和悬挑杆505，所述第二直线驱动装置503设置在所述行走装置6上，所述悬挑杆505固定安装在所述第二直线驱动装置503的活动端，所述出风罩2固定安装在所悬述挑杆的悬挑端，通过所述第二直线驱动装置503带动所述悬挑杆505上下运动，结构简单。

本实施例中，请参阅图1，所述第一直线驱动装置801、第二直线驱动装置503为气缸或者电动推杆，结构简单，运动平稳。

本实施例中，请参阅图1-图2，还包括控制系统，所述控制系统分别电连接所述加热装置4、所述吹风装置33、所述温度传感器7、所述行走装置6和所述升降机构5，通过所述控制系统控制所述式配电变压器绕组加热和散热两用装置的各个机构动作。

一种干式配电变压器绕组加热和散热的方法，包括如下步骤：

安装步骤：通过所述行走装置6和所述升降机构5调整所述出风罩2的位置，使所述出风罩2位于所述干式配电变压器的铜引线101正上方，所述升降机构5带动所述出风罩2往下运动，直到所述出风罩2将所述铜引线101罩住，所述充泄气装置8向所述第一气囊211和所述第二气囊212充气，所述第一气囊211所述第二气囊212膨胀并带动所述柔性波纹管201伸长并弯曲，使得所述铜引线101被完全包裹住；使得加热效率更高，能量利用更充分。

加热步骤：启动所述吹风装置3和所述加热装置4的电源，将热风集中吹向所述干式配电变压器的铜引线101；通过热风加热，不仅效率高，没有电磁干扰。

散热步骤：关闭加热装置4电源，所述吹风装置3电源保持打开状态，对已被加热的所述干式配电变压器1的铜接线端子102和所述铜引线101进行散热；不用更换设备，就能实现快速散热。避免操作烫伤以及长时间高温对变压器产生损害。

拆卸步骤：所述充泄气装置8卸掉所述第一气囊211和所述第二气囊212中的气体，所述升降机构5带动所述出风罩2上升，直到完全离开所述铜引线101。

综上所述，本发明通过所述吹风装置3通过风管向所述出风罩2中吹风，所述加热装置4对所述风管中空气加热形成热风，所述热风对所述干式配电变压器的铜引线101和铜接线端子102进行加热，当所述出风罩2中温度稳定在测试要求时，就可对所述干式配电变压器绕组进行检测，当检测完成后，关闭所述加热装置4电源，所述吹风装置3电源保持打开状态，对所述干式配电变压器的铜接线端子102和铜引线101进行散热，当出风罩2中温度和环境温度之差小于摄氏度时，自动关闭所述吹风装置3的电源停止散热，所述升降杆501带动所述出风罩2脱离所述铜接线端子102，所述行走装置6自动寻找下一台所述干式配电变压器1，实现了在一套装置上集成加热和散热功能，并且加热和散热一体自动化操作，提高检测效率，也可以避免操作烫伤以及长时间高温对所述干式配电变压器产生损害。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 (9)

1.一种干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于，包括:

行走装置，

所述行走装置上设有升降机构、吹风装置和充泄气装置；

出风罩，

所述出风罩成桶状结构，所述出风罩包括进风口和出风口，所述进风口通过风管与所述吹风装置连通，所述升降机构控制所述出风罩升降，所述出风口上设有柔性波纹管；

加热装置，

所述加热装置设置在所述风管上，所述加热装置用于对所述风管中的空气加热；

伸缩气囊，

所述伸缩气囊包括第一气囊和第二气囊，所述第一气囊和所述第二气囊设置在所述柔性波纹管的管壁上，所述第一气囊和所述第二气囊对立设置，所述第一气囊的容积和长度均小于所述第二气囊，所述第一气囊和所述第二气囊与所述充泄气装置连通，所述充泄气装置用于对所述第一气囊和所述第二气囊进行充泄气；

所述充泄气装置包括气筒、活塞和第一直线驱动装置，所述气筒和所述第一直线驱动装置固定安装在所述行走装置上，所述活塞和所述气筒滑动配合，所述气筒和所述活塞之间形成一个封闭空腔，所述封闭空腔通过排气管与所述第一气囊和所述第二气囊连通，所述第一直线驱动装置的活动端与所述活塞固定连接。

2.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述加热装置包括云母架和发热丝，所述发热丝缠绕在所述云母架上。

3.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述出风罩、所述柔性波纹管和所述风管均采用耐高温的绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述出风罩内设有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述升降机构包括支撑架、升降杆、第二直线驱动装置、直线滑轨和悬挑杆，两条所述直线滑轨平行相对设置在所述支撑架上，所述升降杆与所述直线滑轨滑动配合，所述第二直线驱动装置设置在所述行走装置上，所述直线驱动装置的活动端与所述升降杆固定连接，所述悬挑杆与所述升降杆固定连接，所述出风罩固定安装在所述悬挑杆的悬挑端。

6.根据权利要求1所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述升降机构包括第二直线驱动装置和悬挑杆，所述第二直线驱动装置设置在所述行走装置上，所述悬挑杆固定安装在所述第二直线驱动装置的活动端，所述出风罩固定安装在所述悬 挑杆的悬挑端。

7.根据权利要求5或6所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置为气缸或者电动推杆。

8.根据权利要求1-6任一所述的干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统分别电连接所述加热装置、所述吹风装置、所述行走装置和所述升降机构。

9.一种干式配电变压器绕组加热和散热的方法，其特征在于，利用了权利要求1-8任一所述干式配电变压器绕组加热和散热两用装置，包括如下步骤：

安装步骤：通过所述行走装置和所述升降机构调整所述出风罩的位置，使所述出风罩位于所述干式配电变压器的铜引线正上方，所述升降机构带动所述出风罩往下运动，直到所述出风罩将所述铜引线罩住，所述充泄气装置向所述第一气囊和所述第二气囊充气，所述第一气囊和 所述第二气囊膨胀并带动所述柔性波纹管伸长并弯曲，使得所述铜引线被完全包裹住；

加热步骤：启动所述吹风装置和所述加热装置的电源，将热风集中吹向所述干式配电变压器的铜引线；

散热步骤：关闭加热装置电源，所述吹风装置电源保持打开状态，对已被加热的所述干式配电变压器的铜接线端子和所述铜引线进行散热；

拆卸步骤：所述充泄气装置卸掉所述第一气囊和所述第二气囊中的气体，所述升降机构带动所述出风罩上升，直到完全离开所述铜引线。

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