CN115172017A - 一种免维护吸湿器、电气设备及呼吸状态监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免维护吸湿器、电气设备及呼吸状态监测方法，包括吸湿器本体；油杯连接部设置在吸湿器本体的底部，油杯连接部的下端与第一油杯连接；第一油杯为上下开口，且中空的筒体结构；第二油杯罩设在第一油杯的外侧；第一油杯的下部开口端与第二油杯连通；吸湿器本体的底部设置有下呼吸口，油杯连接部上设置有呼吸通道；呼吸通道的上端与所述下呼吸口连通，下端与第一油杯的上部开口端连通；油杯连接部上均匀设置有若干进出气口，若干进出气口均匀布置在第二油杯的外侧四周；浮球液位计竖向设置在第一油杯内，浮球液位计采用双浮球液位计；本发明利用双浮球液位计监测两个油杯内的油位变化，获取油枕胶囊的呼吸状态；监测难度小、精度高。

Description

一种免维护吸湿器、电气设备及呼吸状态监测方法

技术领域

本发明属于吸湿器技术领域，特别涉及一种免维护吸湿器、电气设备及呼吸状态监测方法。

背景技术

电力系统中的大型变压器、电抗器及电容器等一次设备，大多设备内部填充了绝缘油，运行过程中的热变化会引起油位高低浮动，从而使连接在设备顶部的呼吸管道发生空气的吸入和呼出；为避免呼吸管道直接和外界大气相连，引起潮湿或不洁净空气进入一次设备，降低绝缘性，采用在设备的呼吸管道末端加装吸湿器。

免维护吸湿器作为吸湿器的一种，其利用吸湿饱和硅胶经过加热后可脱水还原的特点，达到硅胶再利用的目的，从而避免了周期性人工更换硅胶的问题；但现有的免维护吸湿器一般通过现场观察油封是否有气泡判断呼吸状态，由于油枕胶囊的呼吸量较少，观察难度较大，呼吸状态测量结果精度较低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种免维护吸湿器、电气设备及呼吸状态监测方法，以解决现有通过观察油封内的气泡判断呼吸状态时，观察难度较大，监测结果精度较低的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种免维护吸湿器，包括吸湿器本体、油杯连接部、第一油杯、第二油杯及浮球液位计；

油杯连接部设置在吸湿器本体的底部；油杯连接部的上端与吸湿器本体的底部连接，油杯连接部的下端与第一油杯连接；第一油杯为上下开口，且中空的筒体结构；第二油杯罩设在第一油杯的外侧，第二油杯的上端与油杯连接部的下端密封固定；第一油杯的下部开口端与第二油杯连通；

吸湿器本体的底部设置有下呼吸口，油杯连接部上设置有呼吸通道；呼吸通道的上端与所述下呼吸口连通，呼吸通道的下端与第一油杯的上部开口端连通；

油杯连接部上均匀设置有若干进出气口，若干进出气口均匀布置在第二油杯的外侧四周；浮球液位计竖向设置在第一油杯内，浮球液位计采用双浮球液位计。

进一步的，吸湿器本体包括玻璃桶、上法兰、下法兰、硅胶颗粒及加热组件；

所述上法兰固定设置在玻璃桶的上端，所述上法兰上设置有上呼吸口；所述下法兰的上端与玻璃桶的下端连接，所述下法兰的下端与所述油杯连接部的上端连接；所述下呼吸口设置在下法兰的中部；硅胶颗粒充填在所述玻璃桶内；加热组件设置在所述玻璃桶中，用于对所述硅胶颗粒进行加热除潮。

进一步的，所述下法兰的上端面设置有集水凹槽；所述集水凹槽的最低点设置有排水口；所述下法兰内嵌有排水装置，所述排水装置的进水端与所述排水口连通，所述排水装置的出水端贯穿并延伸至所述油杯连接部的外侧。

进一步的，还包括控制系统；所述控制系统，用于采集所述免维护吸湿器本体的工作参数、所述浮球液位计的监测数据以及外部环境监测数据；并根据所述免维护吸湿器本体的工作参数、所述浮球液位计的监测数据以及外部环境监测数据，输出报警信号及控制指令；所述控制指令，用于触发所述免维护吸湿器本体动作。

进一步的，所述控制系统，包括内部温湿度传感器、压力传感器、外部温度传感器、MCU及报警模块；

所述浮球液位计内部温湿度传感器、压力传感器、外部温湿度传感器、报警模块、加热组件及排水装置与所述MCU均相连；

所述内部温湿度传感器，用于获取吸湿器本体的内部温湿度数据，并发送吸湿器本体的内部温湿度数据至所述MCU；

所述压力传感器，用于获取吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据，并发送吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据至所述MCU；

所述外部温湿度传感器，用于获取吸湿器本体的周围外界温湿度数据，并发送所述吸湿器本体的周围外界温湿度数据至所述MCU；

所述MCU，用于采集所述浮球液位计的通断信号，并将所述浮球液位计的通断信号与在MCU内预设的吸湿器本体呼吸状态信息进行比较，判断呼吸次数和硅胶颗粒是否具备再生加热条件；

所述MCU，还用于将吸湿器本体的内部温湿度数据与吸湿器本体的周围外界温湿度数据进行对比，输出加热启动指令，并发送加热启动指令至加热组件；

所述MCU，还用于吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据与预设压差阈值进行比较，输出排水装置启动指令及报警指令；发送所述排水装置启动指令至所述排水装置，发送所述报警指令至报警模块；

所述报警模块，用于响应并执行所述报警指令，输出报警信号。

进一步的，所述控制系统，还包括显示模块；所述显示模块与所述MCU相连；

所述显示模块，用于对吸湿器本体的内部温湿度数据、吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据、吸湿器本体的周围外界温湿度数据、吸湿器本体的加热状态参数、吸湿器本体的呼吸状态数据进行显示。

进一步的，所述控制系统，还包括电流监测模块；所述电流监测模块，用于监测所述加热组件的工作电流数据，发送所述加热组件的工作电流数据至所述MCU；

所述MCU，还用于将所述加热组件的工作电流数据与预设的工作电流阈值进行比较，输出并发送除湿停止指令至所述加热组件。

进一步的，所述控制系统，还包括电压监测模块；所述电压监测模块，用于监测所述加热组件的工作电压数据，发送所述加热组件的工作电压数据至所述MCU；

所述MCU，还用于将所述加热组件的工作电压数据与预设的工作电压阈值进行比较，输出电路保护动作指令及电压预警指令，并发送所述电路保护动作指令至所述加热组件，发送所述电压预警指令至报警模块。

本发明还提供了一种呼吸状态监测方法，利用所述的一种免维护吸湿器；所述呼吸状态监测方法，用于电气设备的油枕胶囊呼吸状态监测；

其中，所述方法包括：

当电气设备的油枕胶囊吸入外界空气时，第一油杯内的油位上升，第二油杯内的油位下降，浮球液位计中的上端浮子随第一油杯内的油位上升，输出吸气状态信号；

当电气设备的油枕胶囊呼出空气时，第一油杯内的油位下降，第二油杯内的油位上升，浮球液位计中的下端浮子随第一油杯的油位下降，输出呼气状态信号；

当电气设备的油枕胶囊停止呼吸时，第一油杯与第二油杯内的油位相同，浮球液位计中的上端浮子位于第一油杯的油位上方，浮球液位计中的下端浮子位于第一油杯的油位下方，输出停止呼吸状态信号。

本发明还提供了一种电气设备，包括电气设备本体及免维护吸湿器；其特征在于，所述免维护吸湿器采用所述的一种免维护吸湿器；所述电气设备本体为变压器、电抗器或电容器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种免维护吸湿器及呼吸状态监测方法，通过在吸湿器本体的底部设置第一油杯，第一油杯采用两端开口的中空筒体结构，将第二油杯罩设在第一油杯的外侧，并在第一油杯内设置双浮球液位计，利用双浮球液位计监测两个油杯内的油位变化，获取油枕胶囊的呼吸状态；根据油枕胶囊的呼吸状态，判断吸湿器本体中的呼吸次数和硅胶颗粒是否具备加热条件，防止硅胶加热时产生的热气进入变压器胶囊中；装置结构简单，监测难度小，监测精度较高。

进一步的，通过设置控制系统，将浮球液位计的通断信号与在MCU内预设的吸湿器本体呼吸状态信息进行比较，判断呼吸次数和硅胶颗粒是否具备再生加热条件，在吸气时需要停止加热除湿工作，将每次采集到呼吸次数进行显示记录，从而识别出变压器每次吸气的时间段，有形成自动除湿判断模型，达到良好的除湿功能；吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据与预设压差阈值进行比较，输出排水装置启动指令及报警指令，实现对免维护本体呼吸过程的堵塞情况进行监测，并能够利用排水装置作为临时的呼吸口使用；同时，能够输出报警，以便及时检查维护。

进一步的，通过设置电流监测模块和电压监测模块，能够对加热组件的电流或电压进行实时监测，确保了加热组件电路的功能完整，提高了装置的安全性。

附图说明

图1为本发明所述的免维护吸湿器的整体结构示意图；

图2为本发明中的控制系统结构框图；

图3为本发明中油枕胶囊吸气时吸湿器的油位状态示意图；

图4为本发明中油枕胶囊呼气时吸湿器的油位状态示意图；

图5为本发明中油枕胶囊停止呼吸时吸湿器的油位状态示意图。

其中，1吸湿器本体，2油杯连接部，3第一油杯，4第二油杯，5浮球液位计，6控制系统；11玻璃桶，12上法兰，13下法兰，14硅胶颗粒，15加热组件，16排水装置；101下呼吸口，102上呼吸口；201进出气口，202呼吸通道；61内部温湿度传感器，62压力传感器，63外部温湿度传感器，64MCU，65无线通讯模块，66RS485通讯模块，67报警模块，68显示模块，69控制盒。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1所示，本发明提供了一种免维护吸湿器，包括吸湿器本体1、油杯连接部2、第一油杯3、第二油杯4、浮球液位计5及控制系统6；所述油杯连接部2设置在所述吸湿器本体1的底部，所述第一油杯3设置在所述油杯连接部2的下端；所述第二油杯4罩设在所述第一油杯3的外侧，并与所述油杯连接部2的下端连接；所述浮球液位计5设置在所述第一油杯3中；所述控制系统6，用于采集所述免维护吸湿器本体1的工作参数、所述浮球液位计5的监测数据以及外部环境监测数据；并根据所述免维护吸湿器本体1的工作参数、所述浮球液位计5的监测数据以及外部环境监测数据，输出报警信号及控制指令；所述控制指令，用于触发所述免维护吸湿器本体1动作。

本发明中，所述吸湿器本体1包括玻璃桶11、上法兰12、下法兰13、硅胶颗粒14、加热组件15及排水装置16；所述上法兰12固定设置在玻璃桶11的上端，所述上法兰12上设置有上呼吸口102；所述下法兰13固定设置在玻璃桶11的下端；其中，所述下法兰13的下端与所述油杯连接部2的上端连接；所述下法兰13的中部设置有下呼吸口101；所述硅胶颗粒14充填在所述玻璃桶11内；所述加热组件15设置在所述玻璃桶11中，用于对所述硅胶颗粒14进行加热除潮；所述下法兰13的上端面设置有集水凹槽，所述集水凹槽的最低点设置有排水口；所述排水装置16嵌设在所述下法兰13内，所述排水装置16的进水端与所述排水口连通，所述排水装置16的出水端贯穿并延伸至所述油杯连接部2的外侧。

所述油杯连接部2的上端与所述下法兰13的下端相连，所述油杯连接部2的下端所述第一油杯3连接；所述第一油杯3为上下开口，且中空的筒体结构；所述第二油杯4罩设在第一油杯3的外侧，所述第二油杯4的上端与所述油杯连接部2的下端密封固定；所述第一油杯3的下部开口端与所述第二油杯4的底端内侧之间设置有油路通道，即所述第一油杯3的下部开口端与所述第二油杯4连通。

本发明中，所述第一油杯3及所述第二油杯4内填充有绝缘油；所述油杯连接部2上设置有呼吸通道202；所述呼吸通道202的上端与所述下呼吸口101连通，所述呼吸通道202的下端与所述第一油杯3的上部开口端连通；所述油杯连接部2上均匀设置有若干进出气口201，若干所述进出气口201均匀布置在第二油杯4的外侧四周；其中，所述进出气口201与所述第二油杯4的上端连通。

本发明中，所述浮球液位计5采用双浮球液位计；所述双浮球液位计，包括插杆、上端浮子及下端浮子；所述插杆竖向固定在所述第一油杯3内，所述上端浮子与所述下端浮子均安装在所述插杆上；其中，所述上端浮子位于所述下端浮子的上方。

如附图2所示，所述控制系统6，包括内部温湿度传感器61、压力传感器62、外部温度传感器63、MCU64、报警模块67、无线通讯模块65、RS485通讯模块66、显示模块68、电流监测模块、电压监测模块、后台监控设备及控制盒69；所述浮球液位计5、内部温湿度传感器61、压力传感器62、外部温湿度传感器63、报警模块67、加热组件15、排水装置16、电流监测模块及电压监测模块与所述MCU64均相连；所述无线通讯模块65的一端与所述MCU64相连，所述无线通讯模块65的另一端与后台监控设备相连，所述RS485通讯模块66的一端与所述MCU64相连，所述RS485通讯模块66的另一端与后台监控设备相连；所述控制盒69固定在所述吸湿器本体1的侧边，所述MCU64、无线通讯模块65及RS485通讯模块66均设置在所述控制盒69内；所述报警模块67及显示模块68均设置在所述控制盒69的表面。

本发明中，所述内部温度传感器61设置在所述吸湿器本体1的内部，用于获取所述吸湿器本体1的内部温湿度数据，并发送吸湿器本体1的内部温湿度数据至所述MCU64；所述压力传感器62设置在所述油杯连接部2的上端与下法兰13的下端连接位置处；其中，所述压力传感器62的测量端第一测量头通过软管连接至所述下法兰13上，所述压力传感器62的测量端第二测量头连接至所述油杯连接部2的上呼吸口处；所述压力传感器62，用于获取吸湿器本体1的内部气压与外界大气压的压力差值数据，并发送吸湿器本体1的内部气压与外界大气压的压力差值数据至所述MCU64；所述外部温湿度传感器63设置在所述控制盒69的外侧表面；所述外部温湿度传感器63，用于获取吸湿器本体1的周围外界温湿度数据，并发送吸湿器本体1的周围外界温湿度数据至所述MCU64；

所述MCU64，用于采集所述浮球液位计5的通断信号，并将所述浮球液位计5的通断信号与在MCU64内预设的吸湿器本体呼吸状态信息进行比较，判断硅胶颗粒14是否具备再生加热条件，进行记录和在显示模块68上进行显示；所述MCU64，还用于将吸湿器本体1的内部温湿度数据与吸湿器本体1的周围外界温湿度数据进行对比，输出加热启动指令，并发送加热启动指令至加热组件15，以根据吸湿器本体1的内部温湿度数据与吸湿器本体1的周围外界温湿度数据的差值来确定是否启动加热组件15；其中，当吸湿器本体1的内部湿度比外部湿度值大并且在除湿条件下，加热组件15将自动启动运行；所述MCU64，还用于对所述吸湿器本体1的内部温湿度数据与吸湿器本体1的周围外界温湿度数据进行分析，得到曲线运行模型，并于显示模块68上进行显示，以使所述硅胶颗粒14的吸湿能力达到最优状态；所述MCU64，还用于吸湿器本体1的内部气压与外界大气压的压力差值数据与预设压差阈值进行比较，输出排水装置启动指令及报警指令；发送所述排水装置启动指令至所述排水装置16，发送所述报警指令至报警模块67。

所述无线通讯模式65和所述RS485通讯模块66，用于将免维护吸湿器本体1的工作参数、所述浮球液位计5的监测数据以及外部环境监测数据，实时传送给后台监控设备，实现了各种状态的在线监测及报警功能，更适合现场设备实际应用，可获得更高的安全性和稳定性；所述报警模块67，用于响应并执行所述报警指令，输出报警信号；所述显示模块68，用于对吸湿器本体1的内部温湿度数据、吸湿器本体1的内部气压与外界大气压的压力差值数据、吸湿器本体1的周围外界温湿度数据、吸湿器本体1的加热状态参数、吸湿器本体1的呼吸状态数据进行显示；所述电流监测模块，用于监测所述加热组件15的工作电流数据，发送所述加热组件15的工作电流数据至所述MCU64；所述MCU64，还用于将所述加热组件15的工作电流数据与预设的工作电流阈值进行比较，输出并发送除湿停止指令至所述加热组件15；所述电压监测模块，用于监测所述加热组件15的工作电压数据，发送所述加热组件15的工作电压数据至所述MCU64；所述MCU64，还用于将所述加热组件15的工作电压数据与预设的工作电压阈值进行比较，输出电路保护动作指令及电压预警指令，并发送所述电路保护动作指令至所述加热组件，发送所述电压预警指令至报警模块67。

本发明还提供了一种呼吸状态监测方法，利用所述的一种免维护吸湿器；所述呼吸状态监测方法，用于电气设备的油枕胶囊呼吸状态监测；其中，所述呼吸状态监测方法，具体包括以下步骤：

如附图3所示，当电气设备的油枕胶囊吸入外界空气时，第一油杯3内的油位上升，第二油杯4内的油位下降，浮球液位计5中的上端浮子随第一油杯3内的油位上升，输出吸气状态信号；

如附图4所示，当电气设备的油枕胶囊呼出空气时，第一油杯3内的油位下降，第二油杯4内的油位上升，浮球液位计5中的下端浮子随第一油杯3的油位下降，输出呼气状态信号；

如附图5所示，当电气设备的油枕胶囊停止呼吸时，第一油杯3与第二油杯4内的油位相同，浮球液位计5中的上端浮子位于第一油杯3的油位上方，浮球液位计5中的下端浮子位于第一油杯3的油位下方，输出停止呼吸状态信号。

本发明还提供了一种电气设备，包括电气设备本体及免维护吸湿器；所述免维护吸湿器采用本发明所述的一种免维护吸湿器；此处，对于所述免维护吸湿器的具体结构不再赘述；所述电气设备本体为变压器、电抗器或电容器。

工作原理：

本发明所述的免维护吸湿器，用于变压器、高压电抗器及电容器的油枕胶囊呼吸状态监测过程；油枕胶囊呼吸过程中，第一油杯和第二油杯内的绝缘油随着油枕胶囊内部气体呼出和吸入，油位发生变化；其中，吸入外界空气时，油位上升，浮球液位计的上端浮子随油位变化，发出吸气信号；呼出空气时，油位下降，浮球液位计下端浮子随油位变化，发出呼气信号；停止呼吸时，浮球液位计的上端浮子和下端浮子随油位变化处于中间位置，此时上端浮子位于插杆的上端，下端浮子位于插杆的下端；将第一油杯和第二油杯配置在吸湿器本体的底部，油枕胶囊内部空气呼吸都要经第一油杯和第二油杯内的绝缘油过滤，吸进吸湿器本体进行除湿后，再进入油枕胶囊；在硅胶颗粒再生时，内部产生的水蒸气通过冷凝成水水珠，由单独内嵌式的排水装置排出，以使水蒸气冷凝水和呼吸气体成两个单独通道。

本发明中，通过设置压力传感器，利用压力传感器获取吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据，利用所述吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据，进行吸湿器本体的呼吸受阻检测；具体的，当吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据为零或在预设的压差阈值内时，即当吸湿器本体的内部压力与大气压相连，则确定吸湿器本体呼吸正常；当吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据大于或小于预设的压差阈值时，即压差值正压或负压值未处于预设的压差阈值范围内，则确定吸湿器本体呼吸堵塞；其原因是刻油枕胶囊和吸湿器本体的内部气体聚集到一块产生很大压强，比外界大气压压力值大所以正压值很大，或者油枕胶囊和吸湿器本体的空气压力很小，因为堵塞胶囊在内空气颈部来少形成低压差，所以负压值很大。

本发明中，采用吸湿器本体的内部气压与外界大气压的压力差值数据、温湿度与呼吸状态监测相结合的方式，识别受阻类型，启动预设措施自动排除受阻：具体如下：(1)在呼吸堵塞的情况下，内部温湿度传感器采集到温度在0°以下结冰的环境条件下，MCU控制吸湿器本体底部且靠近出水口的加热组件运行，使温度提升让结冰融化；(2)在呼吸堵塞的情况下，浮球液位计监测到一直保持呼气或者吸气长时间的状态下，内部温湿度传感器采集温度在0°以下达不到结冰条件，MCU控制排水装置启动，使空气从排水装置进行呼吸，若无法自动排除则发出报警提示。

本发明中，通过设置内部温湿度传感器及空气质量传感器，对进行过滤后空气质量监测；其中，空气质量监测包括对过滤后的空气的干燥程度和灰尘浓度的监测，其目的是为主设备提供高质量的吸入气体，降低设备风险，减缓老化时间；通过设置外部温湿度传感器，实现对外界空气温湿度的实时监测，形成硅胶受潮判断方法模型。

本发明中，通过内部温湿度传感器，还能够采集硅胶颗粒的潮湿度，硅胶颗粒在预设的时间段内吸湿会达到饱和度，否则硅胶除湿将失去作用；内部温湿度传感器就是测量硅胶颗粒在出除湿后空气的质量，让进入油枕胶囊中空气一直保持在干燥状态；灰尘浓度是灰尘进入到吸湿器本体，会将硅胶颗粒的眼堵住，影响硅胶颗粒正常工作，造成硅胶还在干燥状态的假象。

本发明中，采用相对数据变化比较方式，即在吸湿器本体的内部温湿度值与外界温湿度值对比，对比结果接近或达到预设范围内，且灰尘量大的情况下硅胶除湿效果不达标；其中，由于接近外部大气温湿度值，说明硅胶颗粒已经没有除湿能力，此时需要启动加热组件运行，将硅胶颗粒的内部湿气和排出来，除湿时产生的潮气把灰尘带到玻璃桶壁上在冷凝，为控制决策提供重要参量，实现更为合理的控制输出，生成控制策略。

本发明所述的免维护吸湿器，集成了呼吸状态监测系统，通过设置两个油杯，使用浮球液位计监测油杯内部油位来判断呼吸情况、加热脱水控制策略模型根据采集到吸湿器本体内部温湿度和外部温湿度来进行对比判断，控制设置在硅胶颗粒中的加热组件；根据内部温湿度量来判断运行时间长短，呼吸状态监测系统判断加热时间段、采用多个传感器温湿度传感器，吸湿器本体内和外部大气压差压型压力传感器、独特的硅胶受潮判断方法，实现了吸湿器本体稳定运行，让进入到变压器胶囊的空气一直保持在干燥状态；具有实时数据上传温湿度值、吸湿器本体内部压力与外部气压压力差值，加热组件加热时是否正常，加热时间段，和加热温度控制在硅胶可以是否接受的温度值，通过MCU控制显示屏显示在面板上，和将这些数据通过协议传到后台监控器上、及报警功能，达到实时监控及时处理的效果，更适合现场的实际应用。

本发明中，是将传统型吸湿器底部的油封设计安装在免维护型吸湿器底部，在油杯内部设计一个两端开口的小油杯，双位浮球液位计安装在小油杯内部；油枕胶囊呼吸时，油位会随着压力大小进行上下移动，通过液位传感器监测液位状态，从而判断呼吸状态以进行免维护吸湿器控制策略的决策；油枕胶囊的呼吸状态分为三种：(1)停止呼吸状态：油枕胶囊在停止呼吸时，液位处于中间位置，此时液位传感器浮子一个处于上升状态，一个处于下沉状态；(2)吸气状态：油枕胶囊在吸入外界空气时，内部油杯油位上升，外部油杯油位下降，液位传感器两个浮子都随内部液位处于上升状态；(3)呼气状态：油枕胶囊在呼出空气时，内部油杯油位下降，外部油杯油位上升，浮球液位计两个浮子随油位下降状态。

本发明中，在免维护吸湿器硅胶再生过程中，潮湿空气通过玻璃壁冷凝会流到装置底部，但因呼吸状态监测系统安装在底部，不能将冷凝水流进到油杯里，所以将呼吸通道与冷凝水通道分开，冷凝水流到底部后会通过内嵌式排水装置排出免维护吸湿器内部。但是，若呼吸过程中冷凝水通道一直开启，空气则不能完全通过呼吸状态监测系统，所以排水装置就在硅胶再生的时间段间歇性运行。

本发明中，采用检测免维护吸湿器内部压力和大气压差、环境温湿度及呼吸状态监测相结合的方式，压力传感器测量免维护吸湿器本体内部压力和外部大气压力的压差，利用两者的压力差值进行呼吸受阻检测，压差指在零值上或者预设值范围内，识别到吸湿器本体呼吸正常，因内部压力和大气压相连；压差值正压或者负压值很大，识别为吸湿器本体呼吸堵塞，因为此刻变压器胶囊和吸湿器本体内部气体聚集到一块产生很大压强，比外界压力值大所以压差表测出正压值就很高，或者变压器胶囊和吸湿器本体内部空气压力很小，因为堵塞造成胶囊内的空气很少，胶囊扩大需要吸入空气，就形成低压差，所以压差表测出负压值很高。

本发明中，采集相对数据变化进行比较的方式，通过硅胶受潮判断方法，分析出硅胶是否需要再生加热，浮球液位计检测出呼气与吸气的状态，进而将呼吸情况反映给处理器，处理器经过判断，在胶囊每次呼气和停止吸气时进行再生加热；因吸湿器本体硅胶再生时会产生湿气，在这个过程中如果胶囊在吸气，会出现潮气上涌现象，导致潮湿空气反被带回油枕胶囊里，所以判断出呼吸状态，既可以实时监测到数据，又能避免潮湿空气再次进入胶囊。硅胶受潮判断方法能够在硅胶吸湿能力不足时及时进行再生加热，从而让硅胶吸湿能力达到最佳。运行环境空气流通受阻识别模型主要用于在外界因素的影响下，呼吸通道堵住时进行判断和识别，从而及时发出报警提示。以上功能组成了一套极佳的智能型免维护吸湿器监测控制策略，让吸湿器本体稳定安全，达到良好的运行状态；呼吸受阻是判断吸湿器本体是否堵塞，质量检测是监测空气是否潮气很大，和经过硅胶除湿过后的空气质量是否达标。

在运行现场，对一次设备变压器呼吸状态非常重视；传统吸湿器是通过观察油封内是否有气泡来判断呼吸状态；而本发明所述的免维护吸湿器，为了解决硅胶在线烘干过程中的排水问题，将油封取消，将导致无法观察到呼吸状况；本发明在油杯内部设计一个两端开口的小油杯，双位浮球液位计安装在小油杯内部。油枕胶囊每次呼吸时，油位会随压力大小变化进行上下移动，通过液位传感器监测液位状态，从而判断出呼吸状态以进行免维护吸湿器呼吸状态的监测。呼吸状态检测的目的是为了确认呼吸回路是否畅通，本发明避开了压力监测呼吸的不准确性，可精确地实时判断出呼吸状态。

吸湿器硅胶再生过程中，潮湿空气通过玻璃壁冷凝后产生的冷凝水流到装置底部，为了防止冷凝水流进到油杯中导致设备内部进水，或排水口一直打开，呼吸状态监测系统就会失效。导致无法监测油枕胶囊呼吸状态；本发明将呼吸通道与冷凝水通道分开，冷凝水流到底部后会通过内嵌式排水装置排出免维护吸湿器内部。因呼吸过程中，若冷凝水通道一直开启，空气就不能完全流过呼吸状态监测系统，所以排水装置就在硅胶再生的时间段间歇性运行。

当变压器类一次设备的呼吸受阻到达一定程度时，会引起保护动作跳闸，影响电力系统的安全生产；本发明采用免维护吸湿器内部压力和大气压差、环境温湿度及呼吸压力监测数据对比的方式，识别受阻类型及原因，启动相应措施自动排除受阻，若无法自动排除则发出报警提示；本发明中采用内外压力测量值与相对数值比较方式，结合环境温湿度及呼吸状态监测数据，综合判断不同原因引起的管道堵塞。

本发明将呼吸状态监测系统、加热脱水控制系统、硅胶受潮判断方法、运行环境空气流通受阻识别模型相结合。采集相对数据变化进行比较，通过硅胶受潮判断方法，分析出硅胶是否需要再生加热；呼吸状态监测系统检测出呼气与吸气的状态，在胶囊每次呼气和停止吸气时进行再生加热；在这个过程中，如果胶囊在吸气，潮气就产生上涌现象，导致潮湿空气反而进入油枕胶囊里，所以判断出呼吸状态，既可以实时监测到数据，又不会让潮湿空气再次进入胶囊，从而让吸湿器本体稳定安全运行，达到良好的状态；本发明中的采集数据进行对比分析，防止潮湿空气上涌现象的同时，也使硅胶除湿再生的数据更加精确。

本发明所述的免维护吸湿器及呼吸状态监测方法，通过在吸湿器本体的底部设置底部连通的第一油杯和第二油杯，将第一油杯采用两端开口的中空结构，并设置双浮球液位计；利用双浮球液位计监测第一油杯内的油位变化，获取油枕胶囊的呼吸状态；监测出变压器胶囊每次呼气与吸气状态，从而判断免维护吸湿器硅胶是否可具备加热条件，防止硅胶在加热时产生的热气进入到变压器胶囊中。在呼气和停止呼吸时进行再生加热运行，因加热过程中潮气会在玻璃壁上冷凝，吸湿器硅胶中间会产生大量的潮气，呼气时胶囊内气压大，硅胶中间的潮气不会往上涌，潮湿空气会流向吸湿器底部，从而冷凝排除吸湿器本体；当吸湿器监测到变压器胶囊吸气时，硅胶除湿加热停止，吸湿器硅胶加热产生的潮气会因变压器胶囊内部压力小，不断的往胶囊中涌入，为了防止再生加热时胶囊在吸气的过程中，将潮气吸进到胶囊中去，所以，吸气时禁止加热除湿工。变压器胶囊中进入潮湿空气会造成绝缘降低，给变压器安全运行带来隐患。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种免维护吸湿器，其特征在于，包括吸湿器本体(1)、油杯连接部(2)、第一油杯(3)、第二油杯(4)及浮球液位计(5)；

油杯连接部(2)设置在吸湿器本体(1)的底部；油杯连接部(2)的上端与吸湿器本体(1)的底部连接，油杯连接部(2)的下端与第一油杯(3)连接；第一油杯(3)为上下开口，且中空的筒体结构；第二油杯(4)罩设在第一油杯(3)的外侧，第二油杯(4)的上端与油杯连接部(2)的下端密封固定；第一油杯(3)的下部开口端与第二油杯(4)连通；

吸湿器本体(1)的底部设置有下呼吸口(101)，油杯连接部(2)上设置有呼吸通道(202)；呼吸通道(202)的上端与所述下呼吸口(101)连通，呼吸通道(202)的下端与第一油杯(3)的上部开口端连通；

油杯连接部(2)上均匀设置有若干进出气口(201)，若干进出气口(201)均匀布置在第二油杯(4)的外侧四周；浮球液位计(5)竖向设置在第一油杯(3)内，浮球液位计(5)采用双浮球液位计。

2.根据权利要求1所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，吸湿器本体(1)包括玻璃桶(11)、上法兰(12)、下法兰(13)、硅胶颗粒(14)及加热组件(15)；

所述上法兰(12)固定设置在玻璃桶(11)的上端，所述上法兰(12)上设置有上呼吸口(102)；所述下法兰(13)的上端与玻璃桶(11)的下端连接，所述下法兰(13)的下端与所述油杯连接部(2)的上端连接；所述下呼吸口(101)设置在下法兰(13)的中部；硅胶颗粒(14)充填在所述玻璃桶(11)内；加热组件(15)设置在所述玻璃桶(11)中，用于对所述硅胶颗粒(14)进行加热除潮。

3.根据权利要求2所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述下法兰(13)的上端面设置有集水凹槽；所述集水凹槽的最低点设置有排水口；所述下法兰(13)内嵌有排水装置(16)，所述排水装置(16)的进水端与所述排水口连通，所述排水装置(16)的出水端贯穿并延伸至所述油杯连接部(2)的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，还包括控制系统(6)；所述控制系统(6)，用于采集所述免维护吸湿器本体(1)的工作参数、所述浮球液位计(5)的监测数据以及外部环境监测数据；并根据所述免维护吸湿器本体(1)的工作参数、所述浮球液位计(5)的监测数据以及外部环境监测数据，输出报警信号及控制指令；所述控制指令，用于触发所述免维护吸湿器本体(1)动作。

5.根据权利要求4所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述控制系统(6)，包括内部温湿度传感器(61)、压力传感器(62)、外部温度传感器(63)、MCU(64)及报警模块(67)；

所述浮球液位计(5)、内部温湿度传感器(61)、压力传感器(62)、外部温湿度传感器(63)、报警模块(67)、加热组件(15)及排水装置(16)与所述MCU(64)均相连；

所述内部温湿度传感器(61)，用于获取吸湿器本体(1)的内部温湿度数据，并发送吸湿器本体(1)的内部温湿度数据至所述MCU(64)；

所述压力传感器(62)，用于获取吸湿器本体(1)的内部气压与外界大气压的压力差值数据，并发送吸湿器本体(1)的内部气压与外界大气压的压力差值数据至所述MCU(64)；

所述外部温湿度传感器(63)，用于获取吸湿器本体(1)的周围外界温湿度数据，并发送所述吸湿器本体(1)的周围外界温湿度数据至所述MCU(64)；

所述MCU(64)，用于采集所述浮球液位计(5)的通断信号，并将所述浮球液位计(5)的通断信号与在MCU(64)内预设的吸湿器本体呼吸状态信息进行比较，判断呼吸次数和硅胶颗粒(14)是否具备再生加热条件；

所述MCU(64)，还用于将吸湿器本体(1)的内部温湿度数据与吸湿器本体(1)的周围外界温湿度数据进行对比，输出加热启动指令，并发送加热启动指令至加热组件(15)；

所述MCU(64)，还用于吸湿器本体(1)的内部气压与外界大气压的压力差值数据与预设压差阈值进行比较，输出排水装置启动指令及报警指令；发送所述排水装置启动指令至所述排水装置(16)，发送所述报警指令至报警模块(67)；

所述报警模块(67)，用于响应并执行所述报警指令，输出报警信号。

6.根据权利要求5所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述控制系统(6)，还包括显示模块(68)；所述显示模块(68)与所述MCU(64)相连；

所述显示模块(68)，用于对吸湿器本体(1)的内部温湿度数据、吸湿器本体(1)的内部气压与外界大气压的压力差值数据、吸湿器本体(1)的周围外界温湿度数据、吸湿器本体(1)的加热状态参数、吸湿器本体(1)的呼吸状态数据进行显示。

7.根据权利要求5所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述控制系统(6)，还包括电流监测模块；所述电流监测模块，用于监测所述加热组件(15)的工作电流数据，发送所述加热组件(15)的工作电流数据至所述MCU(64)；

所述MCU(64)，还用于将所述加热组件(15)的工作电流数据与预设的工作电流阈值进行比较，输出并发送除湿停止指令至所述加热组件(15)。

8.根据权利要求5所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述控制系统(6)，还包括电压监测模块；所述电压监测模块，用于监测所述加热组件(15)的工作电压数据，发送所述加热组件(15)的工作电压数据至所述MCU(64)；

所述MCU(64)，还用于将所述加热组件(15)的工作电压数据与预设的工作电压阈值进行比较，输出电路保护动作指令及电压预警指令，并发送所述电路保护动作指令至所述加热组件，发送所述电压预警指令至报警模块(67)。

9.一种呼吸状态监测方法，其特征在于，利用如权利要求1-8任意一项所述的一种免维护吸湿器；所述呼吸状态监测方法，用于电气设备的油枕胶囊呼吸状态监测；

其中，所述方法包括：

当电气设备的油枕胶囊吸入外界空气时，第一油杯(3)内的油位上升，第二油杯(4)内的油位下降，浮球液位计(5)中的上端浮子随第一油杯(3)内的油位上升，输出吸气状态信号；

当电气设备的油枕胶囊呼出空气时，第一油杯(3)内的油位下降，第二油杯(4)内的油位上升，浮球液位计(5)中的下端浮子随第一油杯(3)的油位下降，输出呼气状态信号；

当电气设备的油枕胶囊停止呼吸时，第一油杯(3)与第二油杯(4)内的油位相同，浮球液位计(5)中的上端浮子位于第一油杯(3)的油位上方，浮球液位计(5)中的下端浮子位于第一油杯(3)的油位下方，输出停止呼吸状态信号。

10.一种电气设备，包括电气设备本体及免维护吸湿器；其特征在于，所述免维护吸湿器采用如权利要求1-8任意一项所述的一种免维护吸湿器；所述电气设备本体为变压器、电抗器或电容器。

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