CN211954415U - 基于激光测振的变压器振动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于激光测振的变压器振动测量装置，包括：支撑单元、激光测振单元、伸缩单元、反射单元和移动终端，其中，激光测振单元沿竖直方向设置，并与支撑单元可转动连接；伸缩单元沿竖直方向设置，并与激光测振单元的外侧壁连接；反射单元设置在激光测振单元的正上方，并与伸缩单元的上侧连接，伸缩单元用于带动反射单元沿竖直方向平移；反射单元用于将激光测振单元发射出的激光反射至变压器的表面，并将变压器表面反射后的激光反射至激光测振单元。通过激光测振的方式进行变压器的表面振动测量，可以在不接触变压器表面的情况下，测量其振动特性，不仅提高了测量变压器表面振动特性时的工作效率，还提高了安全性。

Description

基于激光测振的变压器振动测量装置

技术领域

本实用新型涉及激光测振技术领域，具体而言，涉及一种基于激光测振的变压器振动测量装置。

背景技术

目前，油浸式电力变压器的低频噪声问题比较突出，对周边的居民生活产生了一定影响。为了降低运行中的变压器的振动和噪声问题，需要准确的获得变压器的表面振动特性。现有的测量方法比如国标规定的声压法和声强法，容易受到环境噪声的干扰，无法获取其准确的噪声特性；另外一种方法是采用传统的振动法测量，需要将传感器布置到变压器的表面，但是对于运行中的变压器，由于10kV的配变变压器一般放置在电线杆，位置较高，变压器表面有散热片的影响，给传感器的布置带来极大的困难。同时由于运行中的变压器一直处于带电状态，在其表面布点存在着安全隐患。

因此，现有技术中还缺乏有效的进行变压器振动测量装置及方法，来获取实际运行中的10kV油浸式的配变变压器的振动特性。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种基于激光测振的变压器振动测量装置，旨在解决运行中的10kV配变变压器表面振动测量困难的问题。

一个方面，本实用新型提出了基于激光测振的变压器振动测量装置，包括：支撑单元、激光测振单元、伸缩单元、反射单元和移动终端，其中，

所述激光测振单元沿竖直方向设置，并与所述支撑单元可转动连接；

所述伸缩单元沿竖直方向设置，并与所述激光测振单元的外侧壁连接；

所述反射单元设置在所述激光测振单元的正上方，并与所述伸缩单元的上侧连接，所述伸缩单元用于带动所述反射单元沿竖直方向平移；

所述反射单元用于将所述激光测振单元发射出的激光反射至变压器的表面，并将所述变压器表面反射后的激光反射至所述激光测振单元；

所述激光测振单元与所述移动终端电连接，所述激光测振单元用于输出所述变压器的振动特性数据，所述移动终端用于接收所述激光测振单元输出的所述振动特性数据；

所述支撑单元上端设置有一云台，所述激光测振单元通过所述云台与所述支撑单元连接；

所述激光测振单元的侧壁上设置有固定环，所述伸缩单元插设在所述固定环内。

进一步地，所述激光测振单元的侧壁与所述云台连接，所述云台用于带动所述激光测振单元转动。

进一步地，所述固定环至少设置两个，所述固定环沿竖直方向均匀的排列。

进一步地，所述激光测振单元和所述伸缩单元的外侧套设有弹性绳，所述弹性绳用于使所述激光测振单元和伸缩单元连接在一起。

进一步地，所述激光测振单元的外侧壁上均匀的套设有两个金属卡箍，所述伸缩单元插设在所述金属卡箍与所述激光测振单元的外侧壁之间，所述金属卡箍用于将所述伸缩单元固定在所述激光测振单元的外侧壁上。

进一步地，所述金属卡箍的内侧壁上敷设有防滑层。

进一步地，所述金属卡箍为蜗轮蜗杆卡箍或者双钢丝卡箍。

进一步地，所述伸缩单元的下部与所述激光测振单元连接，所述伸缩单元的上端穿设有一固定金属片，所述反射单元设置在所述固定金属片上。

进一步地，所述固定金属片包括相连接的第一段和第二段，其中，所述第一段沿水平方向设置，其穿设在所述伸缩单元的上端部；所述第二段沿水平方向向上翻折，且所述第一段与所述第二段之间保持135度的夹角；所述反射单元与所述第二段连接，且所述反射单元与所述第二段的设置方向相同。

进一步地，所述变压器振动测量装置还包括电源模块，所述电源模块与所述激光测振单元连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过支撑单元支撑激光测振单元，并带动激光测振单元转动，同时伸缩单元与激光测振单元连接并同步转动，并且，伸缩单元上端设置反射单元，通过伸缩单元带动反射单元沿竖直方向移动，以将反射单元移动至与变压器外侧面同一水平位置，激光测振单元竖直向上发射激光，反射单元将激光反射至变压器表面，并将变压器表面反射回的激光反射至激光测振单元，从而通过激光测振单元输出变压器的表面振动特性数据，并将表面振动特性数据输出至移动终端。通过激光测振的方式进行变压器的表面振动测量，可以在不接触变压器表面的情况下，测量其振动特性，从而可以有效的解决布点的难题和安全性的问题，不仅提高了测量变压器表面振动特性时的工作效率，还提高了安全性。

进一步地，通过设置金属卡箍将激光测振单元和伸缩单元连接在一起，通过设置刚性连接的方式将两者连接在一起，极大地提高了激光测振单元和伸缩单元连接时的稳定性，能够有效地防止激光测振单元和伸缩单元连接在连接时出现晃动的情况。

进一步地，上述变压器振动测量装置结构简单，便于携带，且操作方便，能够快速的进行变压器表面振动特性的测量。并且，激光测振的测量方式测试效率高，极大地节约了测试时间。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的变压器振动测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1所示，本实施例公开了一种基于激光测振的变压器振动测量装置，包括：支撑单元、激光测振单元、伸缩单元、反射单元10和移动终端1，其中，激光测振单元沿竖直方向设置，并与支撑单元可转动连接，即，激光测振单元可沿支撑单元的设置方向进行旋转。激光测振单元用于输出激光14以对变压器13表面进行激光测振，具体通过反射单元10反射激光测振单元输出的激光 14至变压器13表面，同时，变压器13表面反射激光14，反射单元10将变压器13反射后的激光14再反射至激光测振单元，然后激光测振单元根据接收的反射单元10反射的变压器13表面的激光14，以输出变压器13表面的表面振动特性数据。

具体而言，伸缩单元沿竖直方向设置，并与激光测振单元的外侧壁连接。伸缩单元与激光测振单元的设置方向相同，即两者均沿竖直方向设置，并且，伸缩单元的下侧与激光测振单元的外侧壁连接。

具体而言，反射单元10设置在激光测振单元的正上方，并与伸缩单元的上侧连接，伸缩单元用于带动反射单元10沿竖直方向平移。将反射单元10设置在激光测振单元的正上方，从而使得激光测振单元发射的激光14沿竖直方向向上发射，并通过反射单元10进行激光14的反射，从而将激光14反射至变压器13的表面。同时，反射单元10与伸缩单元的上侧连接在一起，并通过伸缩单元带动反射单元10沿竖直方向平移，从而将反射单元10移动至预定的位置以对变压器13进行激光测振。

具体而言，反射单元10用于将激光测振单元发射出的激光14反射至变压器13的表面，并将变压器13表面反射后的激光14反射至激光测振单元。

具体而言，激光测振单元与移动终端1电连接，激光测振单元用于输出变压器13的振动特性数据，移动终端1用于接收激光测振单元输出的振动特性数据，并对激光测振单元进行控制。可以理解的是，激光测振单元在完成激光测振之后，将光信号转化为电信号，从而输出变压器13的振动特性数据至移动终端1进行显示。同时，移动终端1还能够控制激光测振单元的开启与关闭，即，在需要对变压器13进行激光测振时，控制激光测振单元的开启、使其工作，当测振完成后、使其关闭。

优选的，上述激光测振单元优选为一激光测振仪6。

可以看出，通过支撑单元支撑激光测振单元，并带动激光测振单元转动，同时伸缩单元与激光测振单元连接并同步转动，并且，伸缩单元上端设置反射单元10，通过伸缩单元带动反射单元10沿竖直方向移动，以将反射单元10 移动至与变压器13外侧面同一水平位置，激光测振单元竖直向上发射激光14，反射单元10将激光14反射至变压器13表面，并将变压器13表面反射回的激光14反射至激光测振单元，从而通过激光测振单元输出变压器13的表面振动特性数据，并将表面振动特性数据输出至移动终端1。通过激光测振的方式进行变压器13的表面振动测量，可以在不接触变压器13表面的情况下，测量其振动特性，从而可以有效的解决布点的难题和安全性的问题，不仅提高了测量变压器13表面振动特性时的工作效率，还提高了安全性。

具体而言，支撑单元包括一支架4，支架4用于支撑激光测振单元，支架 4的结构优选为三角式可折叠的支架结构，以便于支架4的拆卸与携带，提升变压器振动测量装置便携性。

具体而言，支撑单元上端设置有一云台5，激光测振单元通过云台5与支撑单元连接，激光测振单元的侧壁与云台5连接，云台5用于带动激光测振单元转动。具体的，云台5设置在支架4的上端，优选的，云台5沿水平方向设置，云台5同时与支架4和激光测振单元连接，即，云台5的一侧与支架4的上端连接，另一侧与激光测振单元的外侧壁连接，以使得支架4与激光测振单元可转动连接。可以理解的是，云台5只需满足能够使激光测振单元与支架4 可转动连接，并使激光测振单元始终保持沿竖直方向设置即可。

优选的，支架4的下侧设置有一配重板，配重板沿水平方向设置，配重板与支架4通过螺栓连接。即，在配重板上固定一螺栓，在支架4的支撑腿的下端焊接一连接板，连接板上设置有开设有光孔，光孔与螺栓相对设置，螺栓穿设在光孔内，在螺杆上设置一螺母，通过螺母将连接板与配重板连接在一起。

具体而言，支架4的每一支撑腿上均设置一连接板，从而能够有效地将连接板与配重板连接在一起。

具体而言，配重板优选为金属板，金属板的尺寸可根据实际情况进行设置，配重板只需满足能够对支架4进行配重，防止支架4上设置激光测振仪6后出现倾倒的情况发生即可。

具体而言，激光测振单元的外侧壁上设置有固定环7，伸缩单元插设在固定环7内。固定环7至少设置两个，固定环7沿竖直方向均匀的排列。

具体而言，固定环7为一两端开口的环状结构，其能够使伸缩单元穿设其中。伸缩单元与固定环7的截面形状相同，以使得伸缩单元能够有效地插设在固定环7内。

具体而言，若干固定环7沿同一竖直方向设置，且若干固定环7均匀的排列，即，若干固定环7等间距的设置在激光测振单元的外侧壁上。伸缩单元同时穿过若干固定环7，通过设置若干沿同一竖直方向设置的固定环7对伸缩单元进行固定，不仅方便伸缩单元的拆卸，还保证了伸缩单元能够保持沿竖直方向设置，防止了伸缩单元出现倾斜而导致的影响测量结果的问题发生。

具体而言，激光测振单元和伸缩单元的外侧套设有弹性绳12，弹性绳12 用于使激光测振单元和伸缩单元连接在一起。具体的，当伸缩单元插设在固定环7内后，在激光测振单元和伸缩单元套设一弹性绳12，即，弹性绳12将激光测振单元和伸缩单元均套设其中，从而通过弹性绳12将激光测振单元和伸缩单元固定在一起。

可以看出，通过设置弹性绳12对激光测振单元和伸缩单元进行连接，能够方便快捷的对激光测振单元和伸缩单元进行连接固定，提高了激光测振单元和伸缩单元连接以及拆卸时的操作效率。

具体而言，伸缩单元的下部与激光测振单元连接，伸缩单元的上端穿设有一固定金属片11，反射单元10设置在固定金属片11上，且固定金属片11与伸缩单元可转动连接。

具体而言，伸缩单元优选为伸缩杆8，伸缩杆8外套的下侧部位与激光测振单元连接，即，伸缩杆8外套的下侧部位插设在固定环7内，并通过弹性绳12与激光测振单元连接。伸缩杆8的内杆的上端部设置有一固定金属片11，固定金属片11上开设有光孔或螺纹孔，固定金属片11套设在伸缩杆8的内杆的上端部。

优选的，伸缩杆8的内杆长度大于被测变压器13的高度，且内杆可以在任意位置伸缩固定。

具体而言，固定金属片11包括相连接的第一段111和第二段112，其中，第一段111沿水平方向设置，其穿设在伸缩单元的上端部；第二段112沿水平向上的方向翻折，且第一段111与第二段112之间保持135度的夹角。反射单元10与第二段112连接，且反射单元10与第二段112的设置方向相同。

具体而言，第一段111上设置有光孔或螺纹孔，第一段111穿设在伸缩杆 8的内杆的上端部，且伸缩杆8的内杆的上端部开设有外螺纹，并通过螺母9 将第一段111固定在伸缩杆8的内杆的上端部。即，固定金属片11与伸缩杆 8通过螺纹连接。

具体而言，反射单元10敷设在述第二段112上，且两者的设置方向相同，两者可以通过焊接、粘接或者螺栓连接的方式进行连接。可以理解的是，反射单元10与第二段112的设置方向相同，则反射单元10与激光测振单元之间同样保持135度的夹角。

具体而言，反射单元10优选为镀银的反射镜。

具体而言，移动终端1与激光测振单元通过有线或者无线的方式连接，以使得两者之间进行通信。优选的，移动终端1与激光测振单元通过数据传输线 3连接。移动终端1可以为平板电脑、便携式电脑等。

可以看出，上述变压器振动测量装置结构简单，便于携带，且操作方便，能够快速的进行变压器13表面振动特性的测量。并且，激光测振的测量方式测试效率高，极大地节约了测试时间。

在具体实施时，变压器振动测量装置由支架4、激光测振仪6、伸缩杆8、固定环7和镀银的反射镜组成。支架4上设置一云台5，云台5与激光测振仪6连接，并带动激光测振仪6转动；激光测振仪6的侧部设置有固定环7，伸缩杆8插设在固定环7内，并通过弹性绳12将伸缩杆8的下部和激光测振仪 6的侧部连接在一起；伸缩杆8的上部设置有镀银的反射镜，反射镜与一固定金属片11连接在一起，固定金属片11设置在伸缩杆8的上端，并且，固定金属片11可在伸缩杆8的上端转动；反射镜设置在激光测振仪6的正上方，且反射镜与激光测振仪6之间保持135度的夹角，从而进行激光的反射。

具体而言，激光测振仪6的激光探头所发出的激光14沿竖直方向射出，且激光14的出射方向与反射镜的设置方向之间保持135°的夹角，也即，反射镜与伸缩杆8之间呈135°夹角或者反射镜与固定金属片11的第二段112之间呈135°夹角，同时，反射镜的镜面的中心点刚好与激光测振仪6所发出的激光14重合。

具体而言，固定环7可以为圆环或者半圆环。固定环7优选设置两个，且两个固定环7的中心点的连接线与激光14的出射方向一致，且为了拆卸方便，将伸缩杆8固定在固定环7内后，采用弹性绳12将伸缩杆8绑扎在激光测振仪6上。

具体而言，固定金属片11可采用厚度为2mm的长方形金属片，且该金属片从中间进行折弯，折弯后的金属片形成135°夹角。一边打孔后沿水平方向套设在伸缩杆8的上端部，并用螺母9进行固定，将镀银的反射镜面固定在折弯后的金属片的另一边，且整个固定金属片11可围绕伸缩杆8的中心点进行 360°旋转。

具体而言，上述变压器振动测量装置还包括电源模块2，电源模块2与激光测振单元连接，用于为激光测振单元提供电能。

优选的，电源模块2可以为蓄电池、锂电池等能够提供电能的部件。

上述变压器振动测量装置在使用时，通过支撑单元支撑激光测振单元，并带动激光测振单元转动至预设的位置，同时伸缩单元与激光测振单元连接并同步转动，并且，伸缩单元上端设置反射单元10，通过伸缩单元带动反射单元 10沿竖直方向移动，以将反射单元10移动至与变压器13外侧面同一水平位置，激光测振单元竖直向上发射激光14，反射单元10将激光14反射至变压器13 表面，并将变压器13表面反射回的激光14反射至激光测振单元，从而通过激光测振单元输出变压器13的表面振动特性数据，并将表面振动特性数据输出至移动终端1，通过移动终端1进行表面振动特性数据的显示、存储，同时，还能够通过移动终端1对激光测振单元进行控制。

可以看出，上述变压器振动测量装置通过激光测振的方式进行变压器13 的表面振动测量，可以在不接触变压器13表面的情况下，测量其振动特性，从而可以有效的解决布点的难题和安全性的问题，不仅提高了测量变压器13 表面振动特性时的工作效率，还提高了安全性。

上述基于激光测振的变压器振动测量装置的伸缩单元通过通过弹性绳12 进行固定时，弹性绳12为软性连接，伸缩单元存在容易晃动，从而导致测量结果不准确的问题。

具体而言，上述激光测振仪的外侧壁上均匀的套设有两个金属卡箍，所述伸缩单元插设在所述金属卡箍与所述激光测振仪的外侧壁之间，所述金属卡箍用于将所述伸缩单元固定在所述激光测振仪的外侧壁上。

具体而言，将金属卡箍套设在激光测振仪的外侧壁上，调整金属卡箍与激光测振仪之间的间隙，以使得伸缩单元插设在金属卡箍与激光测振仪之间，然后拧动金属卡箍，将伸缩单元固定在金属卡箍与激光测振仪之间。

优选的，金属卡箍的内侧壁上敷设有防滑层。通过设置防滑层，能够使得伸缩单元更加牢固的固定在金属卡箍与激光测振仪之间。防滑层优选为塑胶或者橡胶，同时，软质的防滑层还能够降低金属卡箍对伸缩单元外侧壁接触时，损伤伸缩单元。

优选的，金属卡箍为蜗轮蜗杆卡箍或者双钢丝卡箍，通过旋动的方式即可调整蜗轮蜗杆卡箍或者双钢丝卡箍松紧程度，能够有效地对伸缩单元进行固定。

具体而言，固定环7设置在两技术卡箍之间，或者，两金属卡箍设置在两固定环7之间，通过固定环7和金属卡箍的配合，能够有效地对伸缩单元进行刚性的固定连接，提高其稳定性，从而能够有效地解决通过弹性绳12对伸缩单元进行固定时，伸缩单元出现晃动的情况发生，从而能够有效地提高测量结果。

可以理解的是，在设置金属卡箍时，无需设置弹性绳12。

上述基于激光测振的变压器振动测量在具体实施时，通过激光测振单元发射激光14，通过反射单元将激光14反射至变压器13的表面；激光测振单元接收变压器13表面反射后的激光14，并输出变压器13的振动特性数据；激光测振单元将振动特性数据输出至移动终端。

具体而言，激光测振单元将振动特性数据输出至移动终端后，通过移动终端对采集的变压器13的振动特性数据输进行显示，以使得操作人员能够清楚的获知变压器13表面的振动特性。同时，移动终端还对其采集的振动特性数据进行记录存储。

具体而言，在进行变压器13的振动测量时，首先将上述变压器振动测量装置安装至预设位置，同时将激光测振单元转动至预设位置。将伸缩单元的高度调整至与变压器13相同高度的位置，再转动反射单元至预设的光线反射位置，以进行激光14的反射。

具体而言，在变压器振动测量装置安装完成之后，开启变压器振动测量装置，即，开启激光测振单元进行变压器13表面的振动测量，从而获取变压器 13的表面振动特性数据。

具体而言，激光测振单元发射的激光14通过反射单元反射至变压器13的表面后，变压器13的表面将发射至其表面的激光14进行反射，由变压器13 的表面反射的激光14再次反射至反射单元，通过反射单元将变压器13的表面反射的激光14反射至激光测振单元，激光测振单元根据其接收的变压器13的表面反射的激光14输出变压器13表面的振动特性数据。

具体而言，在激光测振单元完成变压器13的表面振动特性数据采集后，激光测振单元将采集的变压器13的表面振动特性数据输出至移动终端1，移动终端1对变压器13的表面振动特性数据进行显示、存储。

具体而言，移动终端1还用于对激光测振单元进行控制，即，控制激光测振单元的开启与关闭。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，包括：支撑单元、激光测振单元、伸缩单元、反射单元和移动终端，其中，

所述激光测振单元沿竖直方向设置，并与所述支撑单元可转动连接；

所述伸缩单元沿竖直方向设置，并与所述激光测振单元的外侧壁连接；

所述反射单元设置在所述激光测振单元的正上方，并与所述伸缩单元的上侧连接，所述伸缩单元用于带动所述反射单元沿竖直方向平移；

所述反射单元用于将所述激光测振单元发射出的激光反射至变压器的表面，并将所述变压器表面反射后的激光反射至所述激光测振单元；

所述激光测振单元与所述移动终端电连接，所述激光测振单元用于输出所述变压器的振动特性数据，所述移动终端用于接收所述激光测振单元输出的所述振动特性数据；

所述支撑单元上端设置有一云台，所述激光测振单元通过所述云台与所述支撑单元连接；

所述激光测振单元的侧壁上设置有固定环，所述伸缩单元插设在所述固定环内。

2.根据权利要求1所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述激光测振单元的侧壁与所述云台连接，所述云台用于带动所述激光测振单元转动。

3.根据权利要求1所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述固定环至少设置两个，所述固定环沿竖直方向均匀的排列。

4.根据权利要求1所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述激光测振单元和所述伸缩单元的外侧套设有弹性绳，所述弹性绳用于使所述激光测振单元和伸缩单元连接在一起。

5.根据权利要求1所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述激光测振单元的外侧壁上均匀的套设有两个金属卡箍，所述伸缩单元插设在所述金属卡箍与所述激光测振单元的外侧壁之间，所述金属卡箍用于将所述伸缩单元固定在所述激光测振单元的外侧壁上。

6.根据权利要求5所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述金属卡箍的内侧壁上敷设有防滑层。

7.根据权利要求5所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述金属卡箍为蜗轮蜗杆卡箍或者双钢丝卡箍。

8.根据权利要求1所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述伸缩单元的下部与所述激光测振单元连接，所述伸缩单元的上端穿设有一固定金属片，所述反射单元设置在所述固定金属片上。

9.根据权利要求8所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述固定金属片包括相连接的第一段和第二段，其中，

所述第一段沿水平方向设置，其穿设在所述伸缩单元的上端部；

所述第二段沿水平方向向上翻折，且所述第一段与所述第二段之间保持135度的夹角；

所述反射单元与所述第二段连接，且所述反射单元与所述第二段的设置方向相同。

10.根据权利要求1-9任一项所述的基于激光测振的变压器振动测量装置，其特征在于，所述变压器振动测量装置还包括电源模块，所述电源模块与所述激光测振单元连接。

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