一种变压器内部温度检测装置及其检测方法与流程

本发明属于变压器检测技术领域，具体涉及一种用于对变压器内部温度进行探测的装置及其检测方法。

背景技术：

随着电力系统的发展，电压等级不断提高，变压器的损耗和温升问题已经成为国际电工领域的研究热点问题。因此，有效检测内部温度对确保变压器的安全稳定运行具有重要意义。

目前，变压器内部绕组温度的检测方法主要有直接测量法和间接计算测量法两种。直接测量法采用直接置入光纤传感器的方法来获得绕组热点温度，虽然其结果较为直观和精确，但难度大，成本高，且会影响甚至破坏变压器的内部绝缘性能。变压器绕组热点温度的间接测量法主要依据的是国际电工委员会ieeestdc57.91-1995和国标gb/t15164-1994中推荐的变压器绕组热点温度计算公式。国家标准推荐的绕组热点温度计算方法直观、简便，但对于变压器的非线性特征反应不足，在过负载情况下计算结果精度不足；此外还有热路模型法用热电路模型来模拟变压器内部的热分布，该模型计算过程简单，预测结果能较好地反应变压器温度，但所得结果精度还需进一步提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种变压器内部温度检测装置及其检测方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种变压器内部温度检测装置，其中：包括温度信号传输装置和红外热像测温装置，所述温度信号传输装置包括外壳、物镜、转像装置和目镜，所述外壳为中空结构，其一端安装有物镜，另一端安装有目镜，变压器壳体顶端开设有检测口，所述变压器壳体检测口下方的内侧壁上安装有竖直方向的内轨道，该内轨道下方固定安装有限位块，所述外壳外侧壁设置有外轨道，所述外壳物镜端沿缺口伸入变压器内部，所述外轨道沿变压器壳体内侧壁上的内轨道向下滑动至外轨道下端抵触到限位块，所述物镜端靠近变压器绕组并检测采集红外光谱信号，所述外壳的两个转角处安装有转像装置，所述转像装置将红外光谱信号折射传输到目镜端，所述目镜表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤与红外热像测温装置连接，用于检测分析红外光谱信号。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的物镜和目镜卡合在外壳的两端。

上述的物镜和目镜为红外透光窗片，该红外透光窗片的透过率为95％以上。

上述的红外透光窗片的材质采用石英、硫化锌、硒化锌、硅、锗、氟化镁中的一种。

上述的壳体目镜端设有内螺纹，所述红外测温光纤设有与壳体目镜端的内螺纹相配合的外螺纹。

上述的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壳体目镜端的内螺纹相配合的外螺纹。

上述的红外测温光纤的数量为5～20个。

上述的转像装置包括两个规格一致的三棱镜，该三棱镜成45°安装在外壳的两个拐角处。

上述的红外热像测温装置包括依次电连接的红外热像接收器、信号处理器和显示屏。

本发明还公布了一种采用上述变压器内部温度检测装置的检测方法，包含以下步骤：

步骤a：将外壳从变压器顶端开口处伸入变压器内部，外壳上的外轨道在变压器内侧壁上的内轨道上滑动至外轨道下端抵触在限位块上，此时外壳的物镜端靠近变压器绕组的中心位置。

步骤b：物镜采集变压器绕组红外光谱信号，通过外壳拐角处的两个三棱镜折射到目镜处，红外热像接收器接收红外光谱信号，通过信号处理器将光谱信号三维成像并传输到显示屏上。

本发明的有益效果：

1.相比较变压器箱体开窗的外部测温方法，该方法物理屏蔽杂散光谱，确保数据的高保真，大大提高温度检测准确性。

2.相比较变压器侧面开窗的检测方法，该方法在变压器顶部开窗，在保证变压器不漏油的同时还保证了变压器外壳整体的结构强度。

3.本发明的绕组温度检测装置探入到变压器油箱中部，绕组温度红外成像视角开阔。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的内轨道和外轨道的结构示意图。

附图标记为：外壳1、物镜2、转像装置3、目镜4、内轨道5、外轨道6、限位块7、红外热像接收器8、信号处理器9、显示屏10。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明为一种变压器内部温度检测装置，其中：包括温度信号传输装置和红外热像测温装置，所述温度信号传输装置包括外壳1、物镜2、转像装置3和目镜4，所述外壳1为中空结构，其一端安装有物镜2，另一端安装有目镜4，变压器壳体顶端开设有检测口，所述变压器壳体检测口下方的内侧壁上安装有竖直方向的内轨道5，该内轨道5下方固定安装有限位块7，所述外壳1外侧壁设置有外轨道6，所述外壳1物镜2端沿缺口伸入变压器内部，所述外轨道6沿变压器壳体内侧壁上的内轨道5向下滑动至外轨道6下端抵触到限位块7，所述物镜2端靠近变压器绕组并检测采集红外光谱信号，所述外壳1的两个转角处安装有转像装置3，所述转像装置3将红外光谱信号折射传输到目镜4端，所述目镜4表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤与红外热像测温装置连接，用于检测分析红外光谱信号。

本实施例中，物镜2和目镜4卡合在外壳1的两端。

本实施例中，物镜2和目镜4为红外透光窗片，该红外透光窗片的透过率为95％以上。

本实施例中，红外透光窗片的材质采用石英、硫化锌、硒化锌、硅、锗、氟化镁中的一种。

本实施例中，壳体1目镜4端设有内螺纹，所述红外测温光纤设有与壳体1目镜4端的内螺纹相配合的外螺纹。

本实施例中，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壳体1目镜4端的内螺纹相配合的外螺纹。

本实施例中，红外测温光纤的数量为5～20个。

本实施例中，转像装置3包括两个规格一致的三棱镜，该三棱镜成45°安装在外壳1的两个拐角处。

本实施例中，红外热像测温装置包括依次电连接的红外热像接收器8、信号处理器9和显示屏10。

该装置工作时，包含以下步骤：

步骤a：将外壳1从变压器顶端开口处伸入变压器内部，外壳1上的外轨道6在变压器内侧壁上的内轨道5上滑动至外轨道6下端抵触在限位块7上，此时外壳1的物镜2端靠近变压器绕组的中心位置。

步骤b：物镜2采集变压器绕组红外光谱信号，通过外壳1拐角处的两个三棱镜折射到目镜4处，红外热像接收器8接收红外光谱信号，通过信号处理器9将光谱信号三维成像并传输到显示屏10上。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种变压器内部温度检测装置及其检测方法，包括温度信号传输装置和红外热像测温装置，所述温度信号传输装置包括外壳、物镜、转像装置和目镜，所述外壳为中空结构，其一端安装有物镜，另一端安装有目镜，变压器壳体顶端开设有检测口，该变压器壳体检测口下方的内侧壁上安装有竖直方向的内轨道，所述外壳外侧壁设置有外轨道，所述外壳物镜端沿缺口伸入变压器内部，该外轨道卡装在变压器壳体内侧壁上的内轨道上，所述物镜端靠近变压器绕组并检测采集红外光谱信号，所述目镜端靠近红外热像测温装置，并将红外光谱信号传送给红外热像测温装置，所述外壳的两个转角处安装有转像装置，用来将物镜端的红外光谱信号折射传输到目镜端。

技术研发人员：张卫庆;帅云峰;王成亮;陈斌;高爱民;殷鑑;曹锦晖;殳建军;于国强;杨小龙;张天海;史毅越;汤可怡;刘娜娜
受保护的技术使用者：江苏方天电力技术有限公司;国网江苏省电力有限公司;国网江苏省电力有限公司检修分公司
技术研发日：2019.06.25
技术公布日：2019.08.27