10kV配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置的制作方法

本发明涉及电网监测领域的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置。

背景技术：

现阶段，配电变压器在运行中存在数据采集手段匮乏、运行状况难以掌握、故障预警困难等问题，严重影响了配电变压器运行状况采集的及时性和准确性。随着电网规模的快速增长，配电变压器的运行条件愈发复杂，对配电变压器运行参数进行采集和应用的需求更加迫切。

配电变压器的运行参数可分为电量和非电量两方面，其中电量信息的采集方法多样，技术手段相对成熟。与之对比，非电量信息的采集手段单一且自动化程度较低。配电变压器的非电量包含温度、变压器油的油位、压力等状态信息，温度可以反映配电变压器负载情况，变压器油的油位可以反映配电变压器漏油、渗油等密封性情况，压力可以反映配电变压器内的瓦斯含量及绝缘放电情况，这些非电量信息对了解配电变压器的运行状态具有十分重要的参考价值。

传统的配电变压器非电量数据的采集在传感器采集环节、供电和信号传输环节、测量和信号处理环节均存在一定程度的不足。在传感器采集环节，传统配电变压器大多采用机械或者电气方式进行采集，结构复杂、容易发生机械卡涩等故障；在供电和信号传输环节，传统配电变压器大多采用有源有线的供电方式以及有线通讯手段，布线复杂、信号传输的稳定性及抗干扰能力较差。

比如传统的配电变压器采用油位计反映变压器油的油位的高低状态，配电变压器通常采用管式油位计，具有观察窗，可以通过观察浮标的颜色来了解油位的高低，红色代表油位过低，蓝色则表示油位正常。其缺点在于需要人工巡视，不具有远程监测功能。大量的配电变压器难以依靠人工巡检的方式来进行变压器油的油位监测。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置，无需任何有线连接和安装，可取代传统的油位计,将配电变压器的油顶层温度测量、油位状态监测和压力释放功能一体化，可实现配电变压器的非电量远程监测。

实现上述目的的一种技术方案是：10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置，包括装置本体，以及可与所述装置本体进行通信的阅读器；

所述装置本体包括装置壳体以及位于所述装置壳体下方的油浮，所述油浮底面的中心设有油位传感器；所述装置壳体内设有可与所述油浮同步上下浮动的磁铁；

所述装置壳体上缠绕有位于所述磁铁上方的且可与所述阅读器进行通信的油位传感器和天线油温传感器天线；

所述油温传感器天线位于所述油位传感器天线的上方；

所述油位传感器天线包括天线本体、油位传感器以及连接所述天线本体和所述油位传感器的油位馈线，所述油位馈线上设有磁控开关；

所述油温传感器天线与所述油温传感器之间通过油温馈线连接；

所述装置壳体的顶部通过压力释放阀封闭。

进一步的，所述油温传感器和所述油位传感器均为声表面波传感器，所述阅读器内置频率解析器。

进一步的，所述装置壳体内设有油位指示管，所述磁铁位于所述油位指示管内，所述油位指示管与所述油浮之间通过一根向下贯穿所述装置壳体的中空管同轴连接，所述油温馈线位于所述中空管径向内侧。

再进一步的，所述油位指示管分为低油位指示管以及位于所述低油位指示管下方的高油位指示管，所述磁铁位于所述低油位指示管内。

再进一步的，所述装置壳体的外周壁上开有与所述油位指示管位置对应的观察窗口，所述观察窗口与所述油位指示管之间套接有玻璃管。

更进一步的，所述玻璃管与所述观察窗口的下侧壁之间设有下o形密封垫圈，所述玻璃管的上方设有上衬套，所述上衬套与所述玻璃管的顶面之间设有上o形密封垫圈。

进一步的，所述油温传感器固定在一块电路板上，所述油浮的底面装有一个金属片，装载有所述油温传感器的电路板卡接在所述金属片与油浮的底面之间。

进一步的，所述油温传感器天线与所述油位传感器天线之间，所述油温传感器天线与所述压力释放阀之间均设有密封圈。

进一步的，所述阅读器上设有阅读器接口端子。

再进一步的，所述阅读器接口端子为gprs接口端子或者rs485接口端子。

采用了本发明的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置的技术方案，包括装置本体，以及可与所述装置本体进行通信的阅读器；所述装置本体包括装置壳体以及位于所述装置壳体下方的油浮，所述油浮底面的中心设有油位传感器；所述装置壳体内设有可与所述油浮同步上下浮动的磁铁；所述装置壳体上缠绕有位于所述磁铁上方的且可与所述阅读器进行通信的油位传感器和天线油温传感器天线；所述油温传感器天线位于所述油位传感器天线的上方；所述油位传感器天线包括天线本体、油位传感器以及连接所述天线本体和所述油位传感器的油位馈线，所述油位馈线上设有磁控开关；所述油温传感器天线与所述油温传感器之间通过油温馈线连接；所述装置壳体的顶部通过压力释放阀封闭。其技术效果是：无需任何有线连接和安装，可取代传统的油位计，将配电变压器的油顶层温度测量、油位状态监测和压力释放功能一体化，可实现配电变压器的非电量远程监测。

附图说明

图1为本发明的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置的装置本体的主视图。

图2为图1的a-a向剖视图。

图3为本发明的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置的阅读器的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

本发明的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置包括装置本体1和阅读器2。

装置本体1包括装置壳体11，装置壳体11的顶部通过压力释放阀19封闭，底部通过铜质的底部支撑件116封闭。装置壳体11的下方设有油浮12，油浮12与装置壳体11同轴，油浮12底面的中心设有油温传感器121，油温传感器121紧贴变压器油的液面，保证了油温传感器121测量的温度为配电变压器油顶层温度。本实施例中，油温传感器121固定在一块电路板上，同时油浮12的底面卡装有一个金属片，该金属片通过螺栓固定在油浮12的底面，装载有油温传感器121的电路板卡接在所述金属片与油浮12的底面之间，油温传感器121面向变压器油的液面，油温传感器121部分露出浮在变压器油的液面上，实现变压器油顶层油温测量。本实施例中，油温传感器121为声表面波传感器。声表面波传感器可以耐油、耐高温，因此更有利于实现变压器油顶层温度测量。

装置壳体11内设有油位指示管13，油位指示管13分为低油位指示管131以及同轴连接在低油位指示管131下方的高油位指示管132。低油位指示管131的顶面和高油位指示管132的底面均封闭。低油位指示管131为红色管，高油位指示管132为蓝色管。

油位指示管13与油浮12之间通过一根向下贯穿底部支撑件116的中空管17同轴连接，使油位指示管13能随油浮12同步上下浮动。中空管17为一根方管。中空管17通过水平的定位销与油浮12固定。

装置壳体11的外周壁上开有与油位指示管13位置对应的观察窗口111，观察窗口111与油位指示管13之间设有玻璃管112，用于显示油位指示管13。玻璃管112与观察窗口111的下侧壁之间设有下o形密封垫圈113。玻璃管112的上方设有与位于装置壳体11径向内侧的上衬套114，上衬套114与玻璃管112的顶面之间设有上o形密封垫圈115。这样设计保证油位指示管13只能上下浮动。

装置壳体11上还缠绕有位于观察窗口111上方的油位传感器天线14以及位于油位传感器天线14上方的油温传感器天线15，油温传感器天线15通过油温馈线151连接油温传感器121。油位馈线151贯穿中空管17。油温传感器天线15与油位传感器14之间，油温传感器天线15与压力释放阀19之间均设有密封圈。

对应地油位指示管13的低油位指示管131内设有磁铁16。

油位传感器天线14包括天线本体、油位传感器以及连接所述天线本体和所述油位传感器的油位馈线，所述油位馈线上设有磁控开关(图中未显示)。

由于所述油位传感器为无源无线声表面波传感器，油位传感器天线14在接收到阅读器2发送的信号后，会产生回波，因此，判断回波信号有无成了一个开关量，所述油位传感器将油位状态的高低，转换成回波信号的有无，可以实现远程监测的功能。

油位传感器天线14的油位馈线中串入磁控开关，并在油位指示管13的低油位指示管131内设置一个与油浮12同步运动的磁铁16，磁铁16将高低不同位置的油面转化为所述磁控开关的开断，进而控制回波信号的有无。

选择所述磁控开关为常开节点。当油位正常时，所述磁控开关在磁铁16作用范围内，所述磁控开关导通，所述油位传感器有信号返回阅读器2。当油位偏低时，磁铁16远离了所述磁控开关，所述磁控开关断开，所述油位传感器没有信号返回阅读器2。油位传感器天线14和油温传感器天线15的形状为半环形，这样可以方便安装在装置壳体11外。

阅读器2包括阅读器外壳21、阅读器天线22、阅读器馈线、阅读器接口端子24、频率解析器25和信号发生器26。信号发生器26、阅读器接口端子24和频率解析器25均内置于阅读器壳体21内。阅读器天线22可置于阅读器壳体21外。阅读器天线22与频率解析器25之间通过阅读器馈线连接，信号发生器26连接阅读器天线22。阅读器接口端子24连接信号发生器26和频率解析器25。

变压器油的温度对油温传感器121的参数产生影响，使在油温传感器121的表面传播的声表面波速度、谐振频率发生变化。当阅读器2向油温传感器121发出无线查询信号时，信号被油温传感器天线15接收，经过油温馈线151传递给油温传感器121，油温传感器121通过内置的叉指换能器转换为油温传感器121的表面上的声表面波。声表面波经过反射栅反射，形成谐振，再由该叉指换能器转换为无线信号。阅读器2通过其内置的频率解析器25，解析该无线信号的频率，然后换算成油温传感器121测量的变压器油的温度。

使用时，装置本体1安装在配电变压器的油箱上。使阅读器2的阅读器天线22与装置本体1之间保持二至三米的距离，并使阅读器2的阅读器天线22指向装置本体1的油温传感器天线15和油位传感器天线14，接通阅读器2电源.进行数据的读取。

本发明的10kv配电变压器油温油位监测和压力释放一体化装置，广泛适用于城市电网和农村电网以及配电变压器的改造中，无需任何有线连接和安装，可取代传统的油位计，将配电变压器的油顶层温度测量、油位状态监测和压力释放功能一体化，可实现配电变压器的非电量远程监测，满足智能运检的需要。

油温传感器121采用声表面波无源进行无线在线监测，具有测量精度高、远程实时的优势，可及时准确的发现故障隐患，避免人工巡检导致的人力和物力浪费以及时效性差导致的安全隐患，其能够及时发现配电变压器的温度和油位等异常，巡检工作效率大大提高，提高了电力企业提供优质服务的能力，其可以直接替换常规的油位计。阅读器2的阅读器接口端子24可采用gprs接口端子或者485接口端子，与远程终端进行远程通信，改造方便，推广性强。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。