CN212645652U - 一种变压器基础结构健康监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及变压器监测的领域，尤其是涉及一种变压器基础结构健康监测系统，包括用于设置在变压器基础上的光纤光栅传感器阵列；与光纤光栅传感器阵列信号连接的光纤复合地线；与光纤复合地线信息连接的光纤波长解调仪；以及，与光纤波长解调仪信息连接的且用于进行数据处理的服务器。本申请具有对变压器基础的应变监测更为准确的效果。

Description

一种变压器基础结构健康监测系统

技术领域

本申请涉及变压器监测的领域，尤其是涉及一种变压器基础结构健康监测系统。

背景技术

变压器是一种用于将某一数值的交流电变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压的电力设备。

在安装变压器前，一般会在地面预设变压器基础，通过变压器基础支撑变压器，当发生地质活动时，变压器基础可能会发生移位、沉降、露筋、裂缝等情况，容易影响变压器的正常使用，因而工作人员会定期对变压器基础采用水准仪等设备进行观察。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有人工监测频次较低且精度受人为因素影响较大的缺陷。

实用新型内容

为了对变压器基础的应变监测更为准确，本申请提供一种变压器基础结构健康监测系统。

本申请提供的一种变压器基础结构健康监测系统采用如下的技术方案：

一种变压器基础结构健康监测系统，包括用于设置在变压器基础上的光纤光栅传感器阵列；与光纤光栅传感器阵列信号连接的光纤复合地线；与光纤复合地线信息连接的光纤波长解调仪；以及，与光纤波长解调仪信息连接的且用于进行数据处理的服务器。

通过采用上述技术方案，当变压器基础产生裂缝时，光纤光栅传感器阵列将光信号由光纤复合地线传输至光纤波长解调仪解调形成数字电信号传输至服务器进行数据处理，从而实现自动监测变压器基础应变的情况的效果，且光纤光栅传感器阵列监测的精度大于人工监测的精度。

优选的，所述光纤光栅传感器阵列设于变压器基础外侧壁。

通过采用上述技术方案，光纤光栅传感器阵列固定于变压器基础外侧，便于安装光纤光栅传感器阵列，也便于工作人员实时维护光纤光栅传感器阵列，且光纤光栅传感器阵列对于变压器基础外侧壁应变的监测效果较优。

优选的，所述光纤光栅传感器阵列嵌设于变压器基础内。

通过采用上述技术方案，光纤光栅传感器阵列嵌设于变压器基础内，变压器基础因地质活动产生裂缝时，常见于其内部产生，光纤光栅传感器阵列嵌设于变压器基础内，具有更优的监测效果。

优选的，所述光纤光栅传感器阵列设有安装板，所述安装板其中一侧面设有用于限位光纤光栅传感器阵列的光纤的限位槽。

通过采用上述技术方案，光纤光栅传感器阵列通过安装板安装于变压器基础外侧，具有减少变压器基础外侧的凹凸不平对光纤光栅传感器阵列的影响，且具有便于安装光纤光栅传感器阵列的效果。

优选的，所述安装板设置有若干块，所述安装板的一侧通过连接杆连接有安装柱、相对的另一侧设有中空的安装筒，所述安装柱插设于相邻安装板的安装筒。

通过采用上述技术方案，安装柱与安装筒的设置便于根据实际情况调节安装板的长度以适配光纤光栅传感器阵列。

优选的，所述安装板位于安装柱与安装筒之间的侧壁设有定位环，相邻所述定位环之间穿设有定位杆。

通过采用上述技术方案，定位环与定位柱配合具有限位相邻安装板沿定位柱轴向的相对滑动的位移的作用，从而具有限位拼接的安装板的效果。

优选的，所述定位杆的两端设有轴向沿定位杆长度方向设置的螺纹柱，所述螺纹柱上螺纹连接有抵接于最外侧的定位环的限位板。

通过采用上述技术方案，限位板与螺纹柱螺纹连接后抵接于定位环，具有限位定位杆，使定位杆不易由定位环上掉落的效果。

优选的，所述定位杆为矩形杆，所述定位环的内侧壁抵接定位杆的外侧壁。

通过采用上述技术方案，定位杆设为矩形，具有减少定位杆相对定位环转动的情况的作用，且便于限位板与螺纹柱的连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

当变压器基础产生裂缝时，光纤光栅传感器阵列将光信号由光纤复合地线传输至光纤波长解调仪解调形成数字电信号传输至服务器进行数据处理，从而实现自动监测变压器基础应变的情况的效果，且光纤光栅传感器阵列监测的精度大于人工监测的精度；

光纤光栅传感器阵列通过安装板安装于变压器基础外侧，具有减少变压器基础外侧的凹凸不平对光纤光栅传感器阵列的影响，且具有便于安装光纤光栅传感器阵列的效果。

附图说明

图1是本申请实施例1一种变压器基础结构健康监测系统的结构示意图；

图2是实施例1中安装板的结构示意图；

图3是实施例2中软管层与光纤光栅传感器阵列配合的结构示意图；

图4是实施例3中安装板的结构示意图。

附图标记说明：1、光纤光栅传感器阵列；2、光纤复合地线；3、光纤波长解调仪；4、服务器；5、安装板；51、限位槽；52、安装柱；53、安装筒；54、定位环；55、定位杆；56、螺纹柱；57、限位板；58、定位孔；6、软管层；61、钢丝条。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种变压器基础结构健康监测系统。参照图1，监测系统包括光纤光栅传感器阵列1，光纤光栅传感器阵列1设于变压器基础上，光纤光栅传感器阵列1通过光纤复合地线2连接有光纤波长解调仪3，光纤波长解调仪3与服务器4信息连接，光纤光栅传感器阵列1的光纤内通入光波，当变压器基础发生形变时，导致光纤光栅传感器阵列1内的光纤因温度、应力、应变等物理量发生变化，光纤的纤芯内的光栅的周期或者纤芯的折射率会发生相应的变化，使光波在纤芯内反射的反射波长发生对应的变化；光纤波长解调仪3通过光纤复合地线2向光纤光栅传感器阵列1的光纤内发射激光信号，然后接收光纤光栅传感器阵列1返回的特定波长的反射光信号，将反射光信号转化为数字电信号且传输至与光纤波长解调仪3电连接的服务器4，由服务器4进行数据处理，从而具有便于获知变压器基础的形变情况，无需人工监测电压器基础，且监测数据较人工监测更为准确的效果。

在本实施例中，光纤光栅传感器阵列1的安装方式为贴合于变压器基础的外侧壁，且光纤光栅传感器阵列1可根据实际需求沿变压器基础外侧壁均匀设置，光纤光栅传感器阵列1设于变压器基础的外侧壁，便于光纤光栅传感器阵列1的安装。

参照图2，具体的，光纤光栅传感器阵列1设有安装板5，光纤光栅传感器通过安装板5安装于变压器基础的外侧壁，安装板5的形状贴合于变压器基础外侧壁的形状，当变压器基础表面的平面时，安装板5为矩形板状；当变压器基础表面为弧形面上，安装板5贴合变压器基础的侧面为弧形面。

在本实施例中，安装板5为矩形板状，在安装板5远离变压器基础的侧面设有限位槽51，限位槽51的槽底为沿其长度方向的两侧互相弯曲靠近的弧形面，且限位槽51为适配光纤的直径的圆柱形槽，具体的，限位槽51的直径等于光纤的直径，限位槽51的槽口的宽度小于光纤的直径，但仍可容纳光纤由限位槽51的槽口卡接于限位槽51，限位槽51用于固定光纤，光纤光栅传感器阵列1的壳体通过胶黏物粘接于安装板5设置限位槽51的一侧，从而减少光纤光栅传感器阵列1因变压器基础表面的粗糙不平而不便于固定的情况，安装板5靠近变压器基础的一侧可通过胶黏剂与变压器基础粘接，安装板5也可通过螺钉固定于变压器基础的外侧壁。

安装板5设有若干块，若干块安装板5之间的限位槽51位置对应且首尾连通，安装板5的一侧通过连接杆连接有轴线与该侧长边平行的安装柱52，安装柱52为圆柱体，安装板5相对的另一侧开设有安装口，安装口与其所在侧相邻的三个侧面连通，安装口的位置固定有中空的安装筒53，安装筒53的轴线与安装柱52的轴线平行，安装柱52插设于相邻安装板5上的安装筒53内时，安装筒53的外侧壁抵接于安装柱52所在的安装板5的侧壁，安装板5之间的相对位置可调节，以便于适配不同粗糙度的变压器基础，使安装板5更贴合变压器基础的表面。

安装板5设置安装口以及安装柱52的侧面均为弧形面，且上述两个弧形面均沿安装柱52的轴向直线弯曲，且均朝远离安装板5的方向弯曲，从而使相邻安装板5通过安装柱52与安装筒53插设配合后，相邻两块安装板5可相对转动，减少因为安装板5本身的硬度而影响光纤随变压器基础形变而形变的情况。

参照图1和图2，安装板5与安装柱52相邻且与安装板5开设限位槽51的侧面相邻的侧壁设有定位环54，定位环54内侧形成矩形孔，矩形孔的中轴线垂直于安装柱52以及安装筒53的轴线，当定位杆55插设于相邻定位孔58时，相邻矩形孔的中轴线共线，且在定位环54内穿设有定位杆55，定位杆55连接相邻的安装板5。

在本实施例中，定位杆55的形状为矩形柱体，且定位环54靠近矩形孔的内侧壁贴合于定位杆55的外侧壁，通过定位杆55穿设于定位环54，限位安装板5的相对位置，从而减少安装板5拼接后贴合于变压器基础外侧壁时，相邻安装板5发生偏移。

具体的，在本实施例中，定位环54对称设于安装板5的两侧，当将安装板5拼接且贴合于变压器基础外侧壁后，将定位杆55由定位环54上取下即可，定位杆55可采用具有弹性的塑胶材质，便于根据实际情况微调定位杆55的形状。

参照图1，在定位杆55长度方向的两端均粘接有螺纹柱56，在本实施例中，螺纹柱56的直径小于定位板的边长，实际定位杆55的长度由需要拼接的安装板5的总长度决定，当安装板5拼接完成后，螺纹柱56位于拼接的安装板5沿定位柱55长度方向最外两端的定位环54之间互相远离的一侧，螺纹柱56上螺纹连接有限位板57，限位板57抵接于定位环54远离相邻定位环54的一侧，通过限位板57固定拼接后安装板5的位置，便于粘接安装板5于变压器基础上，当将安装板5固定于变压器基础上后，旋开限位板57，即可将定位杆55取下。

本申请实施例一种变压器基础结构健康监测系统的实施原理为：将安装柱52插入相邻安装板5上的安装筒53，将定位杆55穿过定位环54，然后旋接限位板57至螺纹柱56，以拼接固定安装板5，将光纤光栅传感器阵列1固定于安装板5，且将光纤光栅传感器阵列1的壳体粘接于安装板5设置限位槽51的侧面，即可将安装板5粘接于变压器基础外侧壁，当变压器基础产生裂缝时，光纤光栅传感器阵列1将光信号由光纤复合地线2传输至,光纤波长解调仪3解调形成数字电信号传输至服务器4进行数据处理，从而实现自动监测变压器基础应变的情况的效果。

实施例2：

参照图1和图3，实施例二与实施例一的区别在于光纤光栅传感器阵列1的安装方式不同，在本实施例中，光纤光栅传感器阵列1嵌设于变压器基础内。

光纤光栅传感器阵列1嵌设于变压器基础内时，可更好的监测变压器基础内部产生的形变，从而可以起到较粘接于变压器基础外侧更优的监测效果。

参照图1和图3，光纤光栅传感器阵列1的外侧套设有软管层6，在软管层6的两端设有供光纤复合地线2穿出以连接光纤波长解调仪3的连通口。

具体的，软管层6为热收缩套管，软管层6的外侧壁沿其圆周粘接有若干钢丝条61，钢丝条61的长边沿软管层6的长度方向设置，以钢丝条61增加软管层6的结构强度，当将软管层6套设于光纤光栅传感器阵列1的外侧后，可根据光纤光栅传感器阵列1的实际形状调整钢丝条61的形状，而后对软管层6进行加热，使其热缩以贴合于光纤光栅传感器阵列1的壳体外侧。

本申请实施例一种变压器基础结构健康监测系统的实施原理为：将软管层6套设于光纤光栅传感器阵列1外侧，根据光纤光栅传感器阵列1的壳体形状调节钢丝条61的弯曲形状，然后对软管层6进行加热，使其热缩，最后将光纤光栅传感器阵列1埋设于变压器基础内，当变压器基础内产生裂缝时，光纤光栅传感器阵列1将光信号由光纤复合地线2传输至光纤波长解调仪3解调形成数字电信号传输至服务器4进行数据处理，从而实现自动监测变压器基础应变的情况的效果。

实施例3：

本实施例与实施例一的区别在于安装板5的形状以及构造不同。

参照图4，本实施例适配于变压器基础外侧壁为弧形面的情况，在本实施例中，安装板5为贴合变压器基础外侧壁的弧度的弧形板，且安装板5采用橡胶材质，限位槽51开设于安装板5远离变压器基础的侧面，在设置变压器基础时，在变压器基础内预设有定位钢丝，但也可以通过胶粘剂在变压器基础外侧壁粘接定位钉等，在本实施例中，采用预先嵌设定位钢丝的方案，安装板5位于限位槽51的两侧开设有供定位钢丝穿过的定位孔58，在本实施例中，定位孔58的孔径稍大于定位钢丝的直径，便于定位钢丝插设于定位孔58内，然后采用胶黏剂将安装板5粘接于变压器基础外侧。

本申请实施例一种变压器基础结构健康监测系统的实施原理为：将安装板5贴合于变压器基础外侧壁，使定位钢丝由定位孔58穿过，通过定位钢丝的设置，具有减少安装板5与变压器基础脱离的情况，当变压器基础产生裂缝时，光纤光栅传感器阵列1将光信号由光纤复合地线2传输至光纤波长解调仪3解调形成数字电信号传输至服务器4进行数据处理，从而实现自动监测变压器基础应变的情况的效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：包括用于设置在变压器基础上的光纤光栅传感器阵列（1）；与光纤光栅传感器阵列（1）信号连接的光纤复合地线（2）；与光纤复合地线（2）信息连接的光纤波长解调仪（3）；以及，与光纤波长解调仪（3）信息连接的且用于进行数据处理的服务器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述光纤光栅传感器阵列（1）设于变压器基础外侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述光纤光栅传感器阵列（1）嵌设于变压器基础内。

4.根据权利要求2所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述光纤光栅传感器阵列（1）设有安装板（5），所述安装板（5）其中一侧面设有用于限位光纤光栅传感器阵列（1）的光纤的限位槽（51）。

5.根据权利要求4所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述安装板（5）设置有若干块，所述安装板（5）的一侧通过连接杆连接有安装柱（52）、相对的另一侧设有中空的安装筒（53），所述安装柱（52）插设于相邻安装板（5）的安装筒（53）。

6.根据权利要求5所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述安装板（5）位于安装柱（52）与安装筒（53）之间的侧壁设有定位环（54），相邻所述定位环（54）之间穿设有定位杆（55）。

7.根据权利要求6所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述定位杆（55）的两端设有轴向沿定位杆（55）长度方向设置的螺纹柱（56），所述螺纹柱（56）上螺纹连接有抵接于最外侧的定位环（54）的限位板（57）。

8.根据权利要求7所述的一种变压器基础结构健康监测系统，其特征在于：所述定位杆（55）为矩形杆，所述定位环（54）的内侧壁抵接定位杆（55）的外侧壁。

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