CN208672178U - 一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，包括开设在变压器柜体上的通光孔，在所述通光孔内安装有红外透光窗片，所述红外透光窗片表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤依次与红外测温传感器、同步数据采集器、电脑及远程通信系统相连接。本实用新型通过在变压器柜体上安装透红外光的窗片，采用非接触式红外测温探头，通过远程通信模块进行温度读取和温升判断，能够实时获取变压器绕组的动态温度变化情况，避免了电磁辐射、高压、高温及恶劣环境对测试的影响，与变压器安全控制系统联用，可实现高温预警和对变压器的超温保护。

Description

一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，属于红外光谱测温技术领域。

背景技术

电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，变压器的运行状态直接关系到配网系统的稳定性，变压器绕组热点温度是影响绕组绝缘寿命的主要原因，而由于变压器绕组温度及热点温升引起的故障非常普遍，因此监测变压器绕组及其温升对保障变压器正常工作和保障寿命至关重要。目前对变压器绕组温度的测定一般有接触式测量和非接触式测量两种方式。

接触式测量普遍采用的是热电阻或半导体测温方式。专利申请号为201620651706.9的实用新型公开了一种适用于干式变压器的温控装置，热电阻设置于变压器的各个绕组之上，通过信号转换电路和单片机等，对绕组的温度进行实时监测。专利申请号为201020043239.4的实用新型公开了一种变压器绕组变形和温度的分布式光纤在线监测系统。但热电阻测温是采用电信号测试，容易受高电压、大电流及强电磁场干扰的影响。半导体温度传感器则易受到温度、光强及耦合损耗等因素的影响，受干扰情况比较严重。

非接触式测量主要集中在光纤光栅和荧光光纤温度传感器方面。专利申请号为201720032051.1的实用新型公开了一种光纤光栅温度传感器，通光增加无线收发模块，实现移动终端的数据通讯，专利申请号为201621283208.X的实用新型公开了一种光纤光栅温度传感器，采用减震装置提高了传感器的稳定性。但光纤光栅温度传感器基于波长信号解调，但光纤光栅在原理上会受压力、应力、形变等其他因素的干扰，对光栅的封装要求非常高。专利申请号为201220184686.0的实用新型公开了一种基于荧光光纤技术的变压器绕组温度测量装置，但荧光材料的选择和制备繁琐，且荧光材料的重复使用寿命无法预估，导致该测试装置不具备广泛推广的价值。

非接触式测量变压器绕组热点温度是变压器，利用红外光谱测温的方法，进行远距离非接触式测量，能够克服环境、反射率、距离系数等误差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，保证待测信号不受改变影响，响应速度快，性能稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，包括开设在变压器柜体上的通光孔，在所述通光孔内安装有红外透光窗片，所述红外透光窗片表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤依次与红外测温传感器、同步数据采集器、电脑及远程通信系统相连接。

优选地，所述红外透光窗片与所述通光孔紧密扣合。

优选地，所述通光孔设有内螺纹，所述红外测温光纤设有与通光孔的内螺纹相配合的外螺纹。

优选地，所述红外测温光纤外部设有光纤保护套管，所述光纤保护套管设有与通光孔的内螺纹相配合的外螺纹。

优选地，所述电脑及远程通信系统通过光纤连接有光电转换器。

优选地，所述红外透光窗片的材质为石英、硫化锌、硒化锌、硅、锗、氟化镁中的一种。

优选地，所述红外透光窗片的透过率为95%以上。

优选地，所述红外测温光纤的数量为5~20个。

优选地，所述红外测温传感器工作波长的范围为 1.0 ~ 14.0μm。

本实用新型所达到的有益效果：

1、通过在变压器柜体上开设通光孔，在通光孔内安装红外透光窗片，并安装非接触式红外测温光纤，可将绕组的红外辐射精准地传递到红外测温传感器，红外透光窗片的高红外光透过率和光纤的无损耗光传递，具有保证待测信号不受改变影响、响应速度快和性能稳定的特点。

2、该装置的红外测温系统可以对发射率为0.8～1.0之间的变压器绕组温度进行测量，通过对变压器绕组表面发射率的修正，可对温度进行精确测试。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中各主要附图标记的含义为：

1-通光孔，2-红外透光窗片，3-内螺纹，4-光纤保护套管，5-红外测温光纤，6-红外测温传感器，7-同步数据采集器，8-电脑及远程通信系统。

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1所示，一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，包括开设在变压器柜体上的通光孔1，在所述通光孔1内安装有红外透光窗片2，所述红外透光窗片2与所述通光孔1紧密扣合。所述红外透光窗片2的材质为石英、硫化锌、硒化锌、硅、锗、氟化镁中的一种。所述红外透光窗片2的透过率为95%以上。

所述红外透光窗片2表面固定有红外测温光纤5，所述红外测温光纤5外部设有光纤保护套管4。所述通光孔1设有内螺纹3，所述红外测温光纤5外部的光纤保护套管4设有与通光孔1的内螺纹3相配合的外螺纹，将红外测温光纤5固定在红外透光窗片2处。所述红外测温光纤5的数量为5~20个，以满足对测试布点数量的要求。

所述红外测温光纤5依次与红外测温传感器6、同步数据采集器7、电脑及远程通信系统8相连接，所述电脑及远程通信系统通过光纤连接有光电转换器。所述红外测温传感器6工作波长的范围为 1.0μm ~ 14.0μm。

该非接触式光谱测温装置输出模式可为电信号、J型、K型热电偶型。所测量的温度响应范围为200K~500K，测温响应时间为0.1秒。测试对象的发射率在0.8~1.0之间可调，通过对变压器绕组表面发射率的修正，可对温度进行精确测试。

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 (9)

1.一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，包括开设在变压器柜体上的通光孔，在所述通光孔内安装有红外透光窗片，所述红外透光窗片表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤依次与红外测温传感器、同步数据采集器、电脑及远程通信系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外透光窗片与所述通光孔紧密扣合。

3.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述通光孔设有内螺纹，所述红外测温光纤设有与通光孔的内螺纹相配合的外螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外测温光纤外部设有光纤保护套管，所述光纤保护套管设有与通光孔的内螺纹相配合的外螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述电脑及远程通信系统通过光纤连接有光电转换器。

6.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外透光窗片的材质为石英、硫化锌、硒化锌、硅、锗、氟化镁中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外透光窗片的透过率为95%以上。

8.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外测温光纤的数量为5~20个。

9.根据权利要求1所述的一种用于变压器绕组的非接触式光谱测温装置，其特征是，所述红外测温传感器工作波长的范围为 1.0 ~ 14.0μm。