一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置的制作方法

本实用新型涉及瓦斯继电器领域，尤其涉及一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置。

背景技术：

目前，瓦斯继电器是变电站里必不可少的一种保护装置，位于变压器的油枕和油箱之间的管道内，利用变压器内故障时产生的油流和气流推动继电器动作，分轻瓦斯保护和重瓦斯保护，前者用于告警，后者用于跳开变压器，它对电力系统和设备的安全运行起着至关重要的作用。通常巡视人员在巡视的过程中通过瓦斯继电器的观察窗查看油位进而判断气体含量以及主变运行工况是否正常。然而变压器油是透明无色的，油与气体的接触面并不是很明显，当人员站在地面观察时，很难分辨出瓦斯继电器内是否完全充油或者油不足等情况；其次长时间运行的变压器油受到热氧化后会有一定的吸附能力，内部的触点会发生粘死现象。当主变运行异常或油渗漏造成瓦斯继电器内油面下降时，浮子不会下落，相应的用于报警和跳闸的开关接点也不会动作，瓦斯继电器会失去对变压器的保护，这会给巡视人员带来误判。

技术实现要素：

本实用新型实施例公开了一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置，解决了目前巡视人员在地面通过瓦斯继电器的观察窗查看油位时由于变压器油透明无色难以分辨瓦斯继电器内是否完全充油或者油不足的情况的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置，包括：

后挡板、第一条标示线和第二条标示线；

后挡板设置于瓦斯继电器内部，与瓦斯继电器的玻璃观察窗平行；

第一条标示线设置于玻璃观察窗表面，第二条标示线设置于后挡板表面，第二条标示线与第一条标示线平行。

优选地，还包括：

上挡板、下挡板、左挡板、右挡板；

上挡板、下挡板、左挡板、右挡板及后挡板与玻璃观察窗密封构成长方体结构。

优选地，上挡板、下挡板、左挡板、右挡板及后挡板均设置有通油圆孔，用于保持挡板内部与瓦斯继电器的连通。

优选地，上挡板、下挡板、左挡板及右挡板长度为玻璃观察窗的直径。

优选地，在瓦斯继电器下方设置有监测点，用于通过监测第一条标示线和第二条标示线的位置情况监测瓦斯继电器内部油位情况。

优选地，第二条标示线的水平高度大于第一条标示线的水平高度。

优选地，第一条标示线的颜色和第二条标示线的颜色不同。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供了一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置，包括：后挡板、第一条标示线和第二条标示线；后挡板设置于瓦斯继电器内部，与瓦斯继电器的玻璃观察窗平行；第一条标示线设置于后挡板表面，第二条标示线设置于玻璃观察窗表面，第二条标示线与第一条标示线平行。本实施例中通过在后挡板上设置第一条标示线及在瓦斯继电器的玻璃观察窗设置第二条标示线，使得在地面监测点观察瓦斯继电器的油位时通过比对第二条标示线与第一条标示线的相对位置可判断得到瓦斯继电器的油位情况，当瓦斯继电器无油时，巡视人员站在监测点或设置于监测点的监测装置观察的第一条标示线和第二条标示线刚好重合；而当瓦斯继电器充满油时，由于油与空气的折射率不同，巡视人员站在监测点或设置于监测点的监测装置观察到的第一条标示线会发生折射偏移现象，第一条标示线和第二条标示线无法重合。利用这两种情况之间的差异可迅速判断瓦斯继电器中的油位情况，解决了目前巡视人员在地面通过瓦斯继电器的观察窗查看油位时由于变压器油透明无色难以分辨瓦斯继电器内是否完全充油或者油不足的情况的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种带折射比较式瓦斯继电器油位指示装置的法兰盘连接单浮子瓦斯继电器正视图；

图2为本实用新型实施例中提供的折射比较式瓦斯继电器油位指示装置的三维示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的一种监测侧视图；

图4为本实用新型实施例中提供的巡视人员或监测装置从左下方观察到的立体图；

图5为本实用新型实施例中提供的瓦斯继电器内充满油时巡视人员或监测装置观察到的示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的瓦斯继电器内只有一半油时巡视人员或监测装置观察到的示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的另一种监测侧视图；

图8为本实用新型实施例中提供的第一条标示线和第二条标示线延长的示意图；

图9为本实用新型实施例中提供的第一条标示线和第二条标示线延长后的监测侧视图。

附图说明：1玻璃观察窗，2挡板，3第一条标示线，4第二条标示线，5通油圆孔，6瓦斯继电器内介质(油或空气)，7后挡板界面，8玻璃观察窗分界面，9巡视人员的眼睛/监测装置摄像头，10外界空气，11为折断点，12为瓦斯继电器内油面。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置，解决了目前巡视人员在地面通过瓦斯继电器的观察窗查看油位时由于变压器油透明无色难以分辨瓦斯继电器内是否完全充油或者油不足的情况的技术问题。

请参阅图1，本实用新型实施例中提供的一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置的一个实施例包括：

后挡板、第一条标示线3和第二条标示线4；

后挡板设置于瓦斯继电器内部，与瓦斯继电器的玻璃观察窗1平行；

第一条标示线3设置于后挡板表面，第一条标示线4设置于玻璃观察窗1表面，第二条标示线4与第一条标示线3平行。

进一步地，还包括：

上挡板、下挡板、左挡板、右挡板；

上挡板、下挡板、左挡板、右挡板及后挡板与玻璃观察窗1密封构成长方体结构。

进一步地，上挡板、下挡板、左挡板、右挡板及后挡板均设置有通油圆孔，用于保持挡板内部与瓦斯继电器的连通。

进一步地，上挡板、下挡板、左挡板及右挡板长度为玻璃观察窗1的直径。

进一步地，上挡板、下挡板、左挡板及右挡板均采用玻璃透明材质，便于外部观察。

进一步地，第一条标示线3和第二条标示线4采用不同的颜色。

如图1所示，为EMB公司02(AF 25/6)型号的法兰盘连接单浮子瓦斯继电器正视图，图2为本实用新型实施例提供的折射比较式瓦斯继电器油位指示装置三维示意图(以圆形玻璃观察窗1为正前面)。本实用新型中主要利用第一条标示线3发出的光线在油与空气的交界面发生折射现象来判断油位。因此第一条标示线3和第二条标示线4采用不同的且容易区分辨别的颜色，如第一条标示线3采用红色，第二条标示线4采用蓝色，以达到快速辨别的效果。

其中，第一条标示线3位于后挡板的斜对角线上，第二条标示线4位于玻璃观察窗1的表面上，以方便于能观察到整个瓦斯继电器内部的油位情况。

进一步地，后挡板与玻璃观察窗1的距离可根据变压器油折射率及瓦斯继电器安装高度通过折射原理计算得到。

进一步地，在瓦斯继电器下方设置有监测点，用于通过监测第一条标示线3和第二条标示线4的位置情况监测瓦斯继电器内部油位情况；

监测点可自由移动，用于调整监测角度。

需要说明的是，设置的监测点可放置佩戴摄像头的可自由移动的监测装置，用于将油位情况实时传输至监控室进行监控。此外，也可由巡视人员进行观察监测。

进一步地，第一条标示线3的水平高度大于第二条标示线4的水平高度；

第一条标示线3与第二条标示线4间的水平高度差根据瓦斯继电器安装高度及监测点位置计算得到。

进一步地，第一条标示线3的宽度根据瓦斯继电器安装高度及监测角度计算得到。

请参阅图3，为监测侧视图。其中，8可表示巡视人员的眼睛或监测装置的摄像头，距离地面的高度为h1，人眼或监测装置的摄像头向上观察的角度为θ，可设定为45°。以下将针对瓦斯继电器内不同油位进行详细的描述。

情况1：6为空气，即瓦斯继电器观察窗区域无油，S0发出的光线直接进入人眼，人眼与S0组成的直线与玻璃观察窗1的交点为S1，所有的S0组成第一条标示线3，所有的S1即组成玻璃观察窗1表面设置的第二条标示线4。观察窗无油时，人员在指定观察地点只能看到蓝色的第一条标示线4，里面的红色的第一条标示线3被蓝色的第二条标示线4挡住，巡视人员或监测装置观察到的立体图见图4。

情况2：6为油，即瓦斯继电器观察窗区域充满油，S0发出的光线从油进入空气时会发生折射而偏离法线(由于玻璃较薄，可忽略玻璃厚度对折射的影响)。由折射定律有变压器油的折射率：

油的折射率大于1，则折射角i2大于入射角i1。折射线会向下偏，其反向延长线交点S2为S0的虚象，人眼或监测装置看到的虚象S2较原点S0更靠近观察窗。人眼与象S2两点之间的直线与玻璃观察窗1的交点为S3，由图3可知，S3在S1的上面，所以当瓦斯继电器内充满油时，巡视人员会看到蓝色和红色两条斜线，如图5所示。图中红色的第一条标示线3在蓝色的第二条标示线4的上方。

情况3：油面位于瓦斯继电器观察窗内，油面上方的第一条标示线3发出的光线直接进入人眼，而油面下方横条发出的光线经油到空气发生折射后进入人眼。如图6所示，巡视人员会看到上方红色的第一条标示线3与蓝色的第二条标示线4重合，下方红色的第一条标示线3会向上偏移，发生折断的地方11即为油面位置，图6中12为瓦斯继电器内实际油面。由于发生折断现象时会较前两种情况更明显，所以当瓦斯继电器内少油时比较容易观察到。

下面将对第二条标示线3的宽度进行确定。

考虑到人眼对光的分辨能力约为1角分(1米处能够看到的点距极限约为0.291mm)，宽度低于1角分的物体会和背景融在一起而看不到。

计算方法如下：

1度＝2π/360弧度；

1角分＝1/60度＝0.000291弧度；

1米处能够看到的最小点距(约等于弧长)：

Δd0＝弧度*半径＝0.000291*1000mm＝0.291(mm)；

所以L米处能够看到的最小点距：

Δd＝L*Δd0＝0.291L(mm)；

设瓦斯继电器离地面高度为h米，以θ角(取45度)观察瓦斯继电器，人眼与瓦斯继电器的距离：

L≈h/sinθ＝√2h；

则第一条标示线3的最小宽度：

dmin＝L*Δd0＝h/sinθ*0.291(mm)＝√2hsinθ*0.291(mm)＝0.412h(mm)；

保留20％裕度，第一条标示线3的宽度可取为：

d0＝(1+20％)dmin＝1.2*0.412h＝0.4944h(mm)；

若h等于8m，由上式计算知，巡视人员只用肉眼观察时，第一条标示线3的最优宽度为4mm。

若巡视人员利用望远镜观察，假定望远镜的放大倍数为μ，则第一条标示线3的最优宽度为4/μmm。

以上为对第一条标示线3的宽度进行确定的步骤，下面将对第一条标示线3与玻璃观察窗1之间距离d2进行确定。

由于本实用新型提供的折射比较式瓦斯继电器油位指示装置是利用折射原理，若第一条标示线3与玻璃观察窗1之间距离d2比较小，折射效果会不明显，图3中的点S3和S1会重合，无法区分瓦斯继电器是否有油，故d2不能太小。考虑到瓦斯继电器本身装置的大小远小于其离地面的高度h，可假定图3中的虚像S2与S0在同一分界面上，宽度均为d0，如图7所示。

为保证虚像S2与S0两点不重合并且人能够有效区分，两点之间的距离d3应大于等于d0，即：

d3＝k*d0；

其中，k为比例系数，大于等于1。另外人眼瞳孔与挡板的宽度远小于瓦斯继电器装置，可假定S0发出的光线经过折射后偏离法线的折射角i2近似等于人眼观察角度θ，即：

i2＝θ；

由折射定律可得入射角：

i1＝sin^-1[n*sin(i2)]；

由图7中几何关系可得：

综合以上公式可得：

可以看出第一条标示线3与玻璃观察窗1之间的距离d2和变压器油的折

射率n、瓦斯继电器安装高度以及比例系数k有关。若n取1.4，θ取45°，

k取2，简化有：

d2＝3.509h(mm)。

以上为对第一条标示线3与玻璃观察窗1之间距离d2进行确定的步骤，以下将对巡视人员或监测装置观察地点进行确定。

由于巡视人员身高之间的差异，人眼与地面的高度不一样，当以θ角确定第一条标示线3与第二条标示线4之间的位置关系后，不同身高的人站在同一地点观察到的第一条标示线3与第二条标示线4之间的位置关系会不同。为了能够适应不同人员的观察需求，将第一条标示线3和第二条标示线4延长，如图8所示，3为玻璃窗表面第一条标示线3的延长部分，4为内板第二条标示线4的延长部分。巡视人员只需在瓦斯继电器正下方的水平线上前后移动即可确定油位观察地点。如图9所示，当人眼距离地面高度为h2(大于h1)时，人正面朝向瓦斯继电器向前移动一定距离后观察到的S1和S0会在同一直线上，此时观察到的两条延长斜线会重合，则该巡视人员所站位置即为瓦斯继电器油位的正确观察地点。

综合以上分析知，巡视人员首先根据第一条标示线3与第二条标示线4的延长部分确定正确观察地点，然后对比观察窗内两条基准线的位置即可判断瓦斯继电器内的油位。当只看到蓝色的第一条标示线4时表明瓦斯继电器严重缺油；当看到两条平行线时表明瓦斯继电器内油充足；当看到的第一条标示线3发生折断现象时表明油面处于观察窗内。由于正常情况下变压器油是充满整个瓦斯继电器的，所以当只看到一条第一条标示线3或第一条标示线3发生折断时，说明主变压器运行异常，需立即采取相应措施。

当采用监测装置进行检测时，监测人员可根据监测装置发来的拍摄影像，对监测装置位置进行调整，具体调整方法与上述类似，此处不再赘述。

本实用新型实施例提供了一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置，包括：后挡板、第一条标示线和第二条标示线；后挡板设置于瓦斯继电器内部，与瓦斯继电器的玻璃观察窗平行；第一条标示线设置于后挡板表面，第二条标示线设置于玻璃观察窗表面，第二条标示线与第一条标示线平行。本实施例中通过在后挡板上设置第一条标示线及在瓦斯继电器的玻璃观察窗设置第二条标示线，使得在地面监测点观察瓦斯继电器的油位时通过比对第二条标示线与第一条标示线的相对位置可判断得到瓦斯继电器的油位情况，当瓦斯继电器无油时，巡视人员站在监测点或设置于监测点的监测装置观察时第一条标示线和第二条标示线刚好重合；而当瓦斯继电器充满油时，由于油与空气的折射率不同，巡视人员站在监测点或设置于监测点的监测装置观察到的第一条标示线会发生折射偏移现象，第一条标示线和第二条标示线无法重合。利用这两种情况之间的差异可迅速判断瓦斯继电器中的油位情况，解决了目前巡视人员在地面通过瓦斯继电器的观察窗查看油位时由于变压器油透明无色难以分辨瓦斯继电器内是否完全充油或者油不足的情况的技术问题。

以上对本实用新型所提供的一种折射比较式瓦斯继电器油位指示装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。