CN217877912U - 一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，属于油位在线监测技术领域，包括壳体，所述壳体的顶部设置有防雨罩，所述防雨罩的顶部依次设置有固定螺母和气压释放器，所述固定螺母的内侧螺纹连接有油位监测盒，所述壳体的底部设置有互感器。本实用新型解决了人工巡检困难且不能实时监测，现有监测装置的供电困难、安装不便、体积过大或结构复杂的问题，本实用新型中，通过油位监测盒的使用，膨胀器的高度进行高频率检测，并快速上传相关数据，从而完成膨胀器内侧绝缘油高度的检测和绝缘油高度预警的目的，通过气压释放器的使用，气压释放器用于及时释放安装腔内侧的气体压力，避免安装腔内侧气压过高导致壳体的结构受到损坏。

Description

一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置

技术领域

本实用新型属于油位在线监测技术领域，具体涉及一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置。

背景技术

电流互感器是变电站中重要的测量一次设备，电流互感器的故障会直接导致变电站相关间隔退出运行，近些年行业内发生过多起互感器爆炸事故，而电流互感器的油位对其内部绝缘的保障至关重要，因此需要对互感器油位进行实时监测。

传统的电流互感器油位监测需要人工现场巡检，电流互感器上的观察窗口放置在高处且位置偏远，长期运行过程中其观察口容易积污，从而使得电流互感器油位的监测变得困难且不能做到实时监测和及时发现故障和问题；

现有的电流互感器的油位监测采用直接监测膨胀器的高度的方式进行监测，这种监测装置的供电困难，光伏供电存在供电不稳定问题、体积过大，而采用CT取电的装置结构复杂，不方便安装；

为解决上述问题，由此提出一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其目的在于解决了人工巡检困难且不能实时监测，现有监测装置的供电困难、安装不便、体积过大或结构复杂的问题。

本实用新型提供了一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，包括壳体，所述壳体的顶部设置有防雨罩，所述防雨罩的顶部依次设置有固定螺母和气压释放器，所述固定螺母的内侧螺纹连接有油位监测盒，所述壳体的底部设置有互感器，所述壳体的内部设置有安装腔，所述安装腔的内底壁设置有膨胀器，所述膨胀器的一侧设置有L型支架，所述L型支架的一侧设置有指示条，所述指示条的一侧设置有指示条，所述指示条的形状为三棱柱，所述安装腔内侧的一侧开设有观察口，所述观察口的内侧设置有玻璃盖；

所述互感器顶部与膨胀器的底部固定连接；

所述壳体靠近观察口的外侧设置有标识牌，所述三棱柱的颜色为红色。

进一步地，所述油位监测盒包括监测盒外壳、容纳腔、电池、固定板和安装板，所述监测盒外壳的底端设置有固定螺柱，所述固定螺柱的外侧与固定螺母的内侧螺纹连接，所述监测盒外壳的内部开设有容纳腔，所述容纳腔的内底壁设置有电池、超声波测距传感器和固定板，所述固定板的一侧设置有安装板。

通过采用上述方案，电池为油位监测盒提供电源，超声波测距传感器用于监测膨胀器顶端的高度。

进一步地，所述安装板的一侧依次设置有数据采集模块和无线通信模块。

通过采用上述方案，数据采集模块用于控制超声波测距传感器的运转和处理超声波测距传感器监测的相关数据，无线通信模块用于向外发送超声波测距传感器检测到的数据。

进一步地，所述气压释放器包括释放器外壳、释放气体腔、排气槽、滑块、挤压弹簧、密封环、插入管、活塞和连通通道，所述防雨罩的内侧插接有插入管，所述插入管的顶端设置有释放器外壳，所述释放器外壳的内侧开设有释放气体腔，所述释放气体腔的内侧均匀开设有若干个排气槽，所述释放气体腔的内侧设置有滑块，所述插入管的内侧开设有连通通道，所述连通通道的内侧滑动连接有活塞，所述活塞的顶端与滑块的底端固定连接，所述滑块的顶端固定连接有挤压弹簧，所述挤压弹簧的顶端与释放气体腔的内顶壁固定连接。

通过采用上述方案，所述气压释放器用于及时释放安装腔内侧的气体压力，避免安装腔内侧气压过高导致壳体的结构受到损坏。

进一步地，所述连通通道的内侧从上至下依次设置有滤网和油液分离膜。

通过采用上述方案，油液分离膜用于分离油液和气体，减少油液的流失，滤网用于阻隔灰尘和杂质，避免灰尘和杂质通过滤网到达油液分离膜的顶部。

进一步地，所述排气槽远离的释放气体腔一端的斜朝下，所述滑块的外侧套接有密封环，所述密封环的外侧与释放气体腔的内壁滑动连接。

通过采用上述方案，排气槽远离的释放气体腔一端的斜朝下可有效阻碍雨水和灰尘进入排气槽内侧，密封环用于堵塞排气槽一端的开口，避免雨水和灰尘通过堵塞排气槽直接进入到释放气体腔内。

进一步地，所述标识牌的外侧设置有温度标识、最高和最低温度标志。

通过采用上述方案，所述标识牌与指示条和L型支架配合可辅助直接观测膨胀器的高度及安装腔内侧的温度。

与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、本实用新型中，通过油位监测盒的使用，膨胀器的高度进行高频率检测，并快速上传相关数据，从而完成膨胀器内侧绝缘油高度的检测和绝缘油高度预警的目的，通过气压释放器的使用，气压释放器用于及时释放安装腔内侧的气体压力，避免安装腔内侧气压过高导致壳体的结构受到损坏，整体结构体积小巧、结构简单；

2、本实用新型中，通过标识牌与指示条和L型支架配合的使用，可辅助直接观测膨胀器的高度及安装腔内侧的温度，通过排气槽的使用，排气槽远离的释放气体腔一端的斜朝下可有效阻碍雨水和灰尘进入排气槽内侧，通过油位监测盒和固定螺母的使用，使得油位监测盒的安装便捷、操作简单。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的正面剖视结构示意图；

图4为本实用新型油位监测盒的截面结构示意图；

图5为本实用新型图3中A部分的局部放大结构示意图；

图6为本实用新型油位高度的符号表达式示意图；

图7为本实用新型指示条的立体结构结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、互感器；3、防雨罩；4、固定螺母；5、油位监测盒；501、监测盒外壳；502、容纳腔；503、电池；504、固定螺柱；505、超声波测距传感器；506、固定板；507、安装板；508、数据采集模块；509、无线通信模块；6、气压释放器；601、释放器外壳；602、释放气体腔；603、排气槽；604、滑块；605、挤压弹簧；606、密封环；607、插入管；608、油液分离膜；609、滤网；6010、活塞；6011、连通通道；7、观察口；8、玻璃盖；9、标识牌；10、L型支架；11、指示条；12、膨胀器；13、安装腔。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-7所示，本实用新型提出一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，包括壳体1，所述壳体1的顶部设置有防雨罩3，所述防雨罩3的顶部依次设置有固定螺母4和气压释放器6，所述固定螺母4的内侧螺纹连接有油位监测盒5，所述壳体1的底部设置有互感器2，所述壳体1的内部设置有安装腔13，所述安装腔13的内底壁设置有膨胀器12，所述膨胀器12的一侧设置有L型支架10，所述L型支架10的一侧设置有指示条11，所述指示条11的一侧设置有指示条，所述指示条的形状为三棱柱，所述安装腔13内侧的一侧开设有观察口7，所述观察口7的内侧设置有玻璃盖8；

所述膨胀器12的内部开设有空腔，所述空腔的内侧容纳有绝缘油，所述绝缘油位于的互感器2顶部的外侧，所述绝缘油包括10号机械油；

所述壳体1靠近观察口7的外侧设置有标识牌9，所述三棱柱的颜色为红色。

所述油位监测盒5包括监测盒外壳501、容纳腔502、电池503、固定板506和安装板507，所述监测盒外壳501的底端设置有固定螺柱504，所述固定螺柱504的外侧与固定螺母4的内侧螺纹连接，所述监测盒外壳501的内部开设有容纳腔502，所述容纳腔502的内底壁设置有电池503、超声波测距传感器505和固定板506，所述固定板506的一侧设置有安装板507，电池503为油位监测盒5提供电源，超声波测距传感器505用于监测膨胀器12顶端的高度。

所述安装板507的一侧依次设置有数据采集模块508和无线通信模块509，数据采集模块508用于控制超声波测距传感器505的运转和处理超声波测距传感器505监测的相关数据，无线通信模块509用于向外发送超声波测距传感器505检测到的数据。

数据采集模块508与无线通信模块509电性连接，电池503与超声波测距传感器505和数据采集模块508分别通过导线电性连接，超声波测距传感器505与数据采集模块508通过导线电性连接。

所述气压释放器6包括释放器外壳601、释放气体腔602、排气槽603、滑块604、挤压弹簧605、密封环606、插入管607、活塞6010和连通通道6011，所述防雨罩3的内侧插接有插入管607，所述插入管607的顶端设置有释放器外壳601，所述释放器外壳601的内侧开设有释放气体腔602，所述释放气体腔602的内侧均匀开设有若干个排气槽603，所述释放气体腔602的内侧设置有滑块604，所述插入管607的内侧开设有连通通道6011，所述连通通道6011的内侧滑动连接有活塞6010，所述活塞6010的顶端与滑块604的底端固定连接，所述滑块604的顶端固定连接有挤压弹簧605，所述挤压弹簧605的顶端与释放气体腔602的内顶壁固定连接，所述气压释放器6用于及时释放安装腔13内侧的气体压力，避免安装腔13内侧气压过高导致壳体1的结构受到损坏。

所述连通通道6011的内侧从上至下依次设置有滤网609和油液分离膜608，油液分离膜608用于分离油液和气体，减少油液的流失，滤网609用于阻隔灰尘和杂质，避免灰尘和杂质通过滤网609到达油液分离膜608的顶部。

所述排气槽603远离的释放气体腔602一端的斜朝下，所述滑块604的外侧套接有密封环606，所述密封环606的外侧与释放气体腔602的内壁滑动连接，排气槽603远离的释放气体腔602一端的斜朝下可有效阻碍雨水和灰尘进入排气槽603内侧，密封环606用于堵塞排气槽603一端的开口，避免雨水和灰尘通过堵塞排气槽603直接进入到释放气体腔602内。

所述标识牌9的外侧设置有温度标识、最高和最低温度标志，所述标识牌9与指示条11和L型支架10配合可辅助直接观测膨胀器12的高度及安装腔13内侧的温度。

电池503采用一次性高能锂亚电池，电池电压7.2V，所述数据采集模块508、无线通信模块509、超声波测距传感器505的型号分别为USB3100N、HC-2和UM18-218167101。

实施方式具体为：互感器2工作过程中会产生热量，膨胀器12及膨胀器12内部绝缘油吸收热量发生膨胀，膨胀器12的顶端带着L型支架10移动，L型支架10带着指示条11移动，指示条11上的指针与标识牌9配合，可判断膨胀器12的温度是否达到最大值或最低值；

超声波测距传感器505的探头测量膨胀器12的最高点与超声波测距传感器505的探头之间的距离；

安装腔13内设置有冷却油；

所述互感器2顶部与膨胀器12的底部固定连接；

安装腔13内的温度过高时，气体受热膨胀，冷却油气化，膨胀器12的顶端向上移动对安装腔13内气体进行挤压，当安装腔13内侧气压达到阈值时，气体推动活塞6010在密封环606的内侧滑动，活塞6010带着滑块604上移，滑块604挤压挤压弹簧605，使挤压弹簧605压缩，滑块604带着密封环606沿着释放气体腔602的内壁上移，直至使排气槽603与释放气体腔602与释放气体腔602的内腔连通，活塞6010脱离连通通道6011的内侧，使连通通道6011的内侧与释放气体腔602的内侧相连通，进而使安装腔13内的气体可以经过油液分离膜608的过滤后，油液分离膜608用于分离油液和气体，减少油液的流失，滤网609用于阻隔灰尘和杂质，避免灰尘和杂质通过滤网609到达油液分离膜608的顶部，再途经密封环连通通道6011、释放气体腔602和排气槽603到达安装腔13的外侧，从而及时释放安装腔13内侧的气体压力，避免安装腔13内侧气压过高导致壳体1的结构受到损坏；

膨胀器12内部油位高度h＝H-L-d，d为膨胀器12容纳绝缘油的内部空腔顶端的厚度，油位监测盒5安装在防雨罩3的顶部，设超声波测距传感器505的探头距离互感器2底端的距离为H，超声波测距传感器505检测到超声波测距传感器505的探头与膨胀器12的最高点的距离L，从而实现油位的实时采集和预警。

该设计方案在实现低功耗设计时采用了硬件和软件的低功耗优化，硬件方面主要包括降低主频、选择静态电流低的芯片和提高电源转换效率；

软件方面增加了休眠唤醒机制，采用定时触发和报警触发结合的方式实现对功耗的优化，电池503供电模块负责给整个装置供电，将电池503电压转换成装置各个模块的工作电压，电池503采用一次性高能锂亚电池，电池503的电压7.2V；

油位监测盒5采用的低功耗超声波收发一体式模块，体积小，功耗仅为20mA；

数据采集模块508采用低功耗ARM芯片，油位监测盒5对膨胀器12的高度信息采集并对采集到的数据进行滤波和边缘计算，数据采集周期可以设定为5～30分钟，当设定成30分钟间隔，电池503的容量可以持续使用6年，如果上送间隔设计为5分钟，电池503则可以持续使用1年；

无线通信模块509负责将数据采集模块508计算好的油位高度数据的远传；装置整体采用螺纹式安装方式，现场改造方便。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)的顶部设置有防雨罩(3)，所述防雨罩(3)的顶部依次设置有固定螺母(4)和气压释放器(6)，所述固定螺母(4)的内侧螺纹连接有油位监测盒(5)，所述壳体(1)的底部设置有互感器(2)，所述壳体(1)的内部设置有安装腔(13)，所述安装腔(13)的内底壁设置有膨胀器(12)，所述膨胀器(12)的一侧设置有L型支架(10)，所述L型支架(10)的一侧设置有指示条(11)，所述指示条(11)的一侧设置有指示条，所述指示条的形状为三棱柱，所述安装腔(13)内侧的一侧开设有观察口(7)，所述观察口(7)的内侧设置有玻璃盖(8)；

所述互感器(2)顶部与膨胀器(12)的底部固定连接；

所述壳体(1)靠近观察口(7)的外侧设置有标识牌(9)，所述三棱柱的颜色为红色。

2.根据权利要求1所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述油位监测盒(5)包括监测盒外壳(501)、容纳腔(502)、电池(503)、固定板(506)和安装板(507)，所述监测盒外壳(501)的底端设置有固定螺柱(504)，所述固定螺柱(504)的外侧与固定螺母(4)的内侧螺纹连接，所述监测盒外壳(501)的内部开设有容纳腔(502)，所述容纳腔(502)的内底壁设置有电池(503)、超声波测距传感器(505)和固定板(506)，所述固定板(506)的一侧设置有安装板(507)。

3.根据权利要求2所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述安装板(507)的一侧依次设置有数据采集模块(508) 和无线通信模块(509)。

4.根据权利要求1所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述气压释放器(6)包括释放器外壳(601)、释放气体腔(602)、排气槽(603)、滑块(604)、挤压弹簧(605)、插入管(607)、活塞(6010)和连通通道(6011)，所述防雨罩(3)的内侧插接有插入管(607)，所述插入管(607)的顶端设置有释放器外壳(601)，所述释放器外壳(601)的内侧开设有释放气体腔(602)，所述释放气体腔(602)的内侧均匀开设有若干个排气槽(603)，所述释放气体腔(602)的内侧设置有滑块(604)，所述插入管(607)的内侧开设有连通通道(6011)，所述连通通道(6011)的内侧滑动连接有活塞(6010)，所述活塞(6010)的顶端与滑块(604)的底端固定连接，所述滑块(604)的顶端固定连接有挤压弹簧(605)，所述挤压弹簧(605)的顶端与释放气体腔(602)的内顶壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述连通通道(6011)的内侧从上至下依次设置有滤网(609)和油液分离膜(608)。

6.根据权利要求4所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述排气槽(603)远离的释放气体腔(602)一端的斜朝下，所述滑块(604)的外侧套接有密封环(606)，所述密封环(606)的外侧与释放气体腔(602)的内壁滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种电池供电的电流互感器油位在线监测装置，其特征在于：所述标识牌(9)的外侧设置有温度标识、最高和最低温度标志。

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