CN204719183U - 一种外置式变压器uhf局放传感器 - Google Patents

Abstract

一种外置式变压器UHF局放传感器，包括一个底面开口的长方体金属外壳，屏蔽保护层设置于所述金属外壳的底面，所述屏蔽保护层上有一个供信号通过的狭长缝隙，天线安装于所述金属外壳的空腔中，所述天线与信号输出接头相连，所述信号输出接头固定于所述金属外壳的一端。本实用新型可外置、单独、带电安装，不造成新的漏油风险，适合于电厂和变电站的油浸式变压器局部放电监测系统中的使用。

Description

一种外置式变压器UHF局放传感器

技术领域

本实用新型涉及一种外置式变压器UHF局放传感器，属于电厂和变电站的油浸式变压器局部放电监测领域。

背景技术

电力变压器是电力系统大型关键设备之一，其故障主要由雷击过电压、操作过电压、短时大电流等因素造成。同时，变压器内部初期的绝缘缺陷也是导致故障的重要原因。变压器内部绝缘结构主要是油纸组合绝缘，局部放电是促使油纸绝缘老化并发展到击穿的重要因素。因此，通过对变压器内部局部放电监测可以正确判断变压器的绝缘状态。

局部放电是指在电场作用下，绝缘物质局部区域被击穿的电气放电现象。绝缘体内部或表面某些区域内绝缘强度的不均匀导致该区域电场严重畸变，电场强度会高于平均电场强度，因此在这样的区域中就首先会发生放电，而其他区域仍然保持绝缘的特性，这就形成了局部放电。被气体包围的导体附近发生的局部放电，称为电晕；发生在绝缘体表面的局部放电，称为表面局部放电，发生在绝缘体内部的局部放电，称为内部局部放电。

由此可见，局部放电既是变压器绝缘劣化的重要原因，又是其重要征兆。因此对变压器内部的局部放电进行在线监测能够及时有效地发现变压器内部绝缘的固有缺陷和长期导致的局部隐患。为了加强对电力变压器绝缘情况的在线实时监测能力，各种变压器局部放电在线监测技术从20世纪80年代开始发展，近年来超高频监测法也越来越多的应用于变压器的局部放电监测技术中。虽然电力变压器内部复杂的绝缘结构使得局部放电产生的超高频电磁波产生的强烈的折反射，为超高频监测发应用于电力变压器局部放电在线监测带来很大困难，但由于超高频监测法具有灵敏度高，信息丰富，抗干扰能力强，定位方便等诸多优点，近年来，该方法得到了各国学着的高度重视和广泛研究。尽管目前还没有针对超高频监测法提出的IEC标准，特别是超高频监测情况下对放电量的标定仍然存在巨大的理论难题，然而，通过各国学着不断地对超高频监测法作出的系统研究，让我们看到了超高频监测法应用于工程实践的光明前景。

目前超高频传感器已经非常广泛地应用于变压器的在线监测，发展也非常迅速，虽然各个厂家的产品各有特点，但是基本原理和采用的技术手段大致相同。传感器基本有人孔式和油阀式两种，内部天线直接和变压器油接触，然后通过同轴电缆连接至局放IED,再通过通信线连接至后台。但是目前这两种传感器存在以下多种缺点：

（1）传感器安装复杂，一般人孔式传感器都需要在变压器注油前安装到变压器人孔上，变压器一旦运行无法安装。油阀式是可以在老站改造中使用，但是安装相当复杂，需要先排油，会存在变压器油浪费；

（2）传统传感器直接和变压器油接触，会影响原来变压器内部的电场强度分布，存在新的局放隐患；

（3）存在漏油隐患，传统传感器需要和人孔法兰，变压器排油阀法兰对接，一旦售后调试员操作不当，法兰接口存在漏油风险；

（4）空气可能带入变压器油，对于油阀式传感器安装过程中存在空气进入变压器内部的风险，增加变压器内部新的局放点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可外置、单独、带电安装，灵敏度不低于内置安装的变压器UHF局放传感器；进一步地，本实用新型要解决的技术问题是提供一种位置可调节、通用性较强的变压器UHF局放传感器；更进一步地，本实用新型要解决的技术问题是提供防水、耐腐蚀，使用年限长的变压器UHF局放传感器。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：一种外置式变压器UHF局放传感器，包括一个底面开口的长方体金属外壳，屏蔽保护层设置于所述金属外壳的底面，所述屏蔽保护层上有一个供信号通过的狭长缝隙，天线安装于所述金属外壳的空腔中，所述天线与信号输出接头相连，所述信号输出接头固定于所述金属外壳的一端。

本实用新型安装固定后稳定可靠地贴着变压器人孔的法兰边，所述屏蔽保护层能够屏蔽外部干扰信号进入所述外置式变压器UHF局放传感器的内部，同时该结构能够密封本实用新型和法兰之间的间隙，所述屏蔽保护层中间的缝隙用于和法兰缝隙对接。

该实用新型的工作原理为：当变压器内部产生局部放电，则会产生超高频（UHF）电磁波信号，由于变压器本体是金属体，电磁波只能通过法兰缝隙或者油箱缝隙传输到变压器本体以外，一旦UHF信号通过法兰缝隙传输出去，并通过所述屏蔽保护层中间的缝隙进入所述外置式变压器UHF局放传感器内，则所述天线捕捉到信号，再通过同轴电缆传输到局放IED，IED经过数据处理，计算出放电强度，放电次数，总放电次数，再通过RS485送至主控室的后台，后台系统根据相关成熟经验，给出具体的变压器故障诊断结论。

在能够灵敏捕捉UHF信号的同时，该实用新型还具有以下有益效果：由于采用外置式安装，所以传感器厂家不需要和变压器厂家配合安装，可以单独安装，也无需担心局放传感器会影响变压器内部电场强度的分布；该实用新型的安装不需要和变压器油接触，直接利用变压器本体的螺栓固定传感器，不需要停电安装；同样该实用新型的安装不改变原来变压器任何结构，所以不存在新的漏油隐患。

进一步地，本实用新型提供一种外置式变压器UHF局放传感器，所述金属外壳一侧通过螺栓与支架相连，所述支架上设置支架固定孔。

所述支架包括左右调节支架、垂直调节支架和前后调节支架，所述金属外壳通过螺栓与所述前后调节支架相连，所述前后调节支架通过螺栓与所述左右调节支架相连，所述左右调节支架通过螺栓与所述垂直调节支架相连，所述垂直调节支架上设置支架固定孔。

所述前后调节支架的数量为3个。

本实用新型通过支架固定孔固定在变压器人孔法兰的安装螺栓上，所述支架固定孔需要根据不同厂家螺栓进行定制。这种支架的设置能够实现本实用新型安装位置前后、上下、左右三个方向的调节，以使所述屏蔽保护层中间的缝隙与变压器的法兰缝隙更好对接，通用性极强。

更进一步地，所述金属外壳的材质为304不锈钢。

所述金属外壳上设置一层保护漆涂层。

所述屏蔽保护层采用导电棉材料，该保护层结构简单，柔软耐腐蚀。

所述狭长缝隙使用环氧树脂密封，环氧树脂的密封防水效果好，对超高频信号不产生任何影响。

所述信号输出接头内部有同轴电缆和所述天线相连，外部有螺纹和防水接头相连，这样同轴电缆就可以被密封于波纹管中，不易受潮和太阳暴晒。

所述天线固定于聚四氟乙烯板上，所述聚四氟乙烯板固定于所述金属外壳内，以使天线的安装更加稳固。

以上设置使本实用新型能够防水、耐腐蚀，增长使用年限。

本实用新型能够捕捉UHF信号，且本实用新型采用外置式安装，因此安装时可单独、带电安装，安装后无须担心影响变压器内部电场强度的分布，也不会增加变压器的漏油风险。本实用新型设置可前后、上下、左右三个方向调节的支架，实现了通用性。本实用新型所用不锈钢材质，覆盖保护漆，使用导电棉作为屏蔽保护层材料，并用环氧树脂密封缝隙，信号输出接头内部有同轴电缆和所述天线相连，实现了本实用新型的耐水耐腐蚀。本实用新型可外置、单独、带电安装，不造成新的漏油风险，适合于电厂和变电站的油浸式变压器局部放电监测系统中的使用。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型的核心部件的爆炸图；

图3 为本实用新型的正面视图；

图4为本实用新型的侧面视图；

图5为本实用新型的底面视图；

图6本实用新型的底侧面45°角视图；

图7为本实用新型的前后调节支架的正面视图；

图8为本实用新型的前后调节支架的侧面视图；

图9为本实用新型的前后调节支架的底面视图；

图10为本实用新型的前后调节支架的侧面45°角视图；

图11为本实用新型的左右调节支架的正面视图；

图12为本实用新型的左右调节支架的侧面视图；

图13为本实用新型的左右调节支架的底面视图；

图14为本实用新型的垂直调节支架的正面视图；

图15为本实用新型的垂直调节支架的侧面视图；

图16为本实用新型的垂直调节支架的底面视图；

图17为本实用新型的垂直调节支架的底侧面45°角视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图2至17所示，一种外置式变压器UHF局放传感器，包括一个底面开口的长方体金属外壳1，屏蔽保护层2设置于所述金属外壳1的底面，所述屏蔽保护层2上有一个供信号通过的狭长缝隙3，天线安装于所述金属外壳1的空腔中，所述天线与信号输出接头4相连，所述信号输出接头4固定于所述金属外壳1的一端。

所述金属外壳1一侧通过螺栓与支架相连，所述支架上设置支架固定孔5。

所述支架包括左右调节支架6、垂直调节支架7和前后调节支架8，所述金属外壳1通过螺栓与所述前后调节支架8相连，所述前后调节支架8通过螺栓与所述左右调节支架6相连，所述左右调节支架6通过螺栓与所述垂直调节支架7相连，所述垂直调节支架7上设置支架固定孔5。

所述前后调节支架8的数量为3个。

本实用新型通过支架固定孔固定在变压器法兰的安装螺栓上，该安装孔需要根据不同厂家螺栓进行定制，安装固定后本实用新型稳定可靠地贴着法兰边。所述屏蔽保护层能够屏蔽外部干扰信号进入所述外置式变压器UHF局放传感器的内部，同时该结构能够密封本实用新型和法兰之间的间隙，所述屏蔽保护层中间的缝隙用于和法兰缝隙对接。

如图1所示，该实用新型的工作原理为：当变压器内部产生局部放电，则会产生超高频（UHF）电磁波信号，由于变压器本体是金属体，电磁波只能通过法兰缝隙或者油箱缝隙传输到变压器本体以外，一旦UHF信号通过法兰缝隙传输出去，并通过所述屏蔽保护层中间的缝隙进入所述外置式变压器UHF局放传感器内，则所述天线捕捉到信号，再通过同轴电缆传输到局放IED，IED经过数据处理，计算出放电强度，放电次数，总放电次数，再通过RS485送至主控室的后台，后台系统根据相关成熟经验，给出具体的变压器故障诊断结论。

在能够灵敏捕捉UHF信号的同时，该实用新型还具有以下有益效果：由于采用外置式安装，所以传感器厂家不需要和变压器厂家配合安装，可以单独安装，也无需担心局放传感器会影响变压器内部电场强度的分布；该实用新型的安装不需要和变压器油接触，直接利用变压器本体的螺栓固定传感器，不需要停电安装；同样该实用新型的安装不改变原来变压器任何结构，所以不存在新的漏油隐患。

本实用新型中支架的设置能够实现本实用新型安装位置前后、上下、左右三个方向的调节，以使所述屏蔽保护层中间的缝隙与变压器的法兰缝隙更好对接，通用性极强。

所述金属外壳1的材质为304不锈钢。

所述金属外壳1上设置一层保护漆涂层。

所述屏蔽保护层2采用导电棉材料。。

所述的狭长缝隙3使用环氧树脂密封。

所述信号输出接头4内部有同轴电缆和所述天线相连，外部有螺纹和防水接头相连。

所述天线固定于聚四氟乙烯板9上，所述聚四氟乙烯板9固定于所述金属外壳1内。

以上设置使本实用新型能够防水、耐腐蚀，增长使用年限。

本实用新型能够捕捉UHF信号，且本实用新型采用外置式安装，因此安装时可单独、带电安装，安装后无须担心影响变压器内部电场强度的分布，也不会增加变压器的漏油风险。本实用新型设置可前后、上下、左右三个方向调节的支架，实现了通用性。本实用新型所用不锈钢材质，覆盖保护漆，使用导电棉作为屏蔽保护层材料，并用环氧树脂密封缝隙，信号输出接头内部有同轴电缆和所述天线相连，实现了本实用新型的耐水耐腐蚀。本实用新型可外置、单独、带电安装，不造成新的漏油风险，适合于电厂和变电站的油浸式变压器局部放电监测系统中的使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种外置式变压器UHF局放传感器，包括一个底面开口的长方体金属外壳（1），屏蔽保护层（2）设置于所述金属外壳（1）的底面，其特征在于：所述屏蔽保护层（2）上有一个供信号通过的狭长缝隙（3），天线安装于所述金属外壳（1）的空腔中，所述天线与信号输出接头（4）相连，所述信号输出接头（4）固定于所述金属外壳（1）的一端。

2.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述金属外壳（1）一侧通过螺栓与支架相连，所述支架上设置支架固定孔（5）。

3.如权利要求2所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述支架包括左右调节支架（6）、垂直调节支架（7）和前后调节支架（8），所述金属外壳（1）通过螺栓与所述前后调节支架（8）相连，所述前后调节支架（8）通过螺栓与所述左右调节支架（6）相连，所述左右调节支架（6）通过螺栓与所述垂直调节支架（7）相连，所述垂直调节支架（7）上设置有支架固定孔（5）。

4.如权利要求3所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述前后调节支架（8）的数量为3个。

5.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述金属外壳（1）的材质为304不锈钢。

6.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述金属外壳（1）上设置一层保护漆涂层。

7.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述屏蔽保护层（2）采用导电棉材料。

8.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述的狭长缝隙（3）使用环氧树脂密封。

9.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述信号输出接头（4）内部有同轴电缆和所述天线相连，外部有螺纹和防水接头相连。

10.如权利要求1所述的一种外置式变压器UHF局放传感器，其特征在于：所述天线固定于聚四氟乙烯板（9）上，所述聚四氟乙烯板（9）固定于所述金属外壳（1）内。