一种油浸式变压器状态监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种油浸式变压器状态监测装置。


背景技术：

2.目前，油浸式变压器在运行中，受环境温度及其本身负载温升的影响，箱体热胀冷缩，油位上升下降，特别是当箱体出现泄露、变压器运行异常时，油位、油温、气压将会产生很大的波动，严重时会引起变压器起火、爆炸。因此，需要实时监测变压器的运行状态来确保变压器的运行可靠性。
3.传统的油浸变压器监测装置，采用普通油位计安装在箱盖上，通过油位计观察窗口观察浮标位置，以判断油位高低，油位不足时需要人工不间断的巡逻才能发现，这存在很大的缺陷，对于运行状况无法随时掌握，无法进行预警，随着电网规模的增长，这将需要更多的人工来巡检，浪费了大量的人力物力；其次，传统的油浸变压器监测装置功能单一，缺少对变压器内部油温和气压的监测，需要额外安装设备来监测油温和气压，同时缺少注油的功能，一般需要将整个变压器监测装置从变压器顶部的注油孔处拆下才能进行注油，注油效率低、操作十分麻烦。
4.市面上出现的监测装置，其内部安装了传感器，需要把线路引出来连接到外部的控制器进行处理，线路多，接线非常复杂，传输过程中容易出现干扰，而且温度传感器安装在液位浮子上随着液位浮子转动，无限位保护，容易把连接线路扭断。这类监测装置注油时通过顶端泄压阀位置注入，一般都是通过插入漏斗倒油，因内部传感器与连接线并无导油件隔离，漏斗插入时很容易损伤到连接线，导致线路故障。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种油浸式变压器状态监测装置，集成油位检测、油温检测、气压检测、泄压和注油的功能，能够实时检测变压器的运行状态，有效提升变压器的运行可靠性。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种油浸式变压器状态监测装置，包括装置本体、油温检测机构、气压检测机构和油位检测机构，所述装置本体包括注油泄压结构和壳体；所述注油泄压结构安装于所述壳体的上端并与所述壳体连通，所述壳体安装于油箱上并与所述油箱连通；所述油温检测机构、气压检测机构和油位检测机构均设于所述装置本体内，所述注油泄压结构内设有控制器，所述控制器分别与所述油温检测机构、气压检测机构和油位检测机构连接。
7.作为上述方案的改进，所述油位检测机构包括接近式传感器、目标浮标、连杆及液位浮子；所述目标浮标设于所述壳体内，所述液位浮子设于所述壳体外并置于所述油箱的油面上，所述连杆的上端与所述目标浮标连接，所述连杆的下端与所述液位浮子连接，所述液位浮子用于带动所述目标浮标沿竖直方向上下浮动；所述接近式传感器设于所述目标浮标的上方，所述接近式传感器与所述控制器连接并用于根据所述接近式传感器与所述目标
浮标的间距发送油位信号。
8.作为上述方案的改进，所述壳体内设有第一定位部，所述壳体的下端开口处设有第二定位部；所述第一定位部上设有第一定位孔，所述第二定位部上设有第二定位孔，所述目标浮标设于所述第一定位孔内，所述连杆设于所述第二定位孔内；所述第一定位孔的内径小于所述装置本体的内径，大于所述目标浮标的外径；所述第二定位孔的内径小于所述目标浮标的外径，大于所述连杆的外径。
9.作为上述方案的改进，所述目标浮标内部中空，所述目标浮标的上下两端面分别设有第二过油孔和第三过油孔；所述第二定位部上设有第四过油孔。
10.作为上述方案的改进，所述油温检测机构包括温度传感器和导线，所述温度传感器设于所述液位浮子的底部；所述液位浮子内设有容置孔，所述连杆内部中空，所述容置孔、连杆和目标浮标依次连通形成走线通道，所述导线设于所述走线通道内，所述导线的下端与所述温度传感器连接，所述导线的上端穿过所述第二过油孔并与所述控制器连接。
11.作为上述方案的改进，所述第一定位孔的边缘设有限位缺口，所述目标浮标的侧表面设有凸部，所述凸部卡设于所述限位缺口内。
12.作为上述方案的改进，所述目标浮标的外壁至少设有一种颜色的标识部，多种颜色的标识部沿竖直方向设置；所述壳体的侧壁设有透明视窗，所述透明视窗上设有液位标识线，所述透明视窗用于显露所述标识部。
13.作为上述方案的改进，所述注油泄压结构还包括外壳、集成电路模块和压力释放阀，所述气压检测机构包括气压传感器，所述气压传感器和接近式传感器均设于所述集成电路模块上；所述外壳上设有注油孔，所述压力释放阀可拆卸连接于所述注油孔上，所述集成电路模块均设于所述外壳内，所述控制器、接近式传感器和气压传感器均安装于所述集成电路模块上，所述集成电路模块上设有第五过油孔。
14.作为上述方案的改进，所述注油泄压结构还包括导油件，所述导油件设于所述外壳内并位于所述注油孔和第五过油孔之间；所述导油件的中部设有分流部及导油孔，多个所述导油孔周向均匀分布于所述分流部的外围。
15.作为上述方案的改进，多个所述第二过油孔围绕所述目标浮标的轴心均匀分布于所述目标浮标的上端面，多个所述第三过油孔围绕所述目标浮标的轴心均匀分布于所述目标浮标的下端面，多个所述第四过油孔周向均匀分布于第二定位孔的外围；所述导油孔、第二过油孔、第三过油孔和第四过油孔均为扇面状通孔，所述导油孔、第二过油孔、第三过油孔和第四过油孔在竖直方向上一一对应。
16.实施本实用新型的有益效果在于：
17.本实用新型油浸式变压器状态监测装置中，分别通过所述油温检测机构、气压检测机构和油位检测机构来实现油温检测、气压检测和油位检测的功能，监测功能多样，从而提高变压器的运行可靠性，通过所述注油泄压结构来实现注油和泄压的功能，注油时无需拆下该油浸式变压器状态监测装置，操作便捷，而且能够通过所述油位检测机构精准把控注油量；其次，通过所述控制器对采集的数据进行处理和对比分析，实现无人实时监测变压器的运行状态的功能，从而及时发现变压器的运行缺陷、预防故障的发生，节省了人力物力。
附图说明
18.图1是本实用新型油浸式变压器状态监测装置的主视图；
19.图2是本实用新型油浸式变压器状态监测装置的原理框图；
20.图3是图1中沿a-a线的剖面示意图；
21.图4是图3中b区域的放大示意图；
22.图5是图3中c区域的放大示意图；
23.图6是图2中油温检测机构的立体示意图；
24.图7是图2中油温检测机构的主视图；
25.图8是图6中目标浮标的安装示意图；
26.图9是图1中注油泄压结构的爆炸示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
28.结合图1～图2所示，本实用新型提供了一种油浸式变压器状态监测装置，包括装置本体1、油温检测机构2、气压检测机构3和油位检测机构4，所述装置本体1包括注油泄压结构11和壳体12；所述注油泄压结构11安装于所述壳体12的上端并与所述壳体12连通，所述壳体12安装于油箱上并与所述油箱连通；所述油温检测机构2、气压检测机构3和油位检测机构4均设于所述装置本体1内，所述注油泄压结构11内设有控制器111，所述控制器111分别与所述油温检测机构2、气压检测机构3和油位检测机构4连接。
29.需要说明的是，本实用新型油浸式变压器状态监测装置中，分别通过所述油温检测机构2、气压检测机构3和油位检测机构4来实现油温检测、气压检测和油位检测的功能，监测功能多样，从而提高变压器的运行可靠性，通过所述注油泄压结构11来实现注油和泄压的功能，注油时无需拆下该油浸式变压器状态监测装置，操作便捷，而且能够通过所述油位检测机构4精准把控注油量；其次，通过所述控制器111对采集的数据进行处理和对比分析，实现无人实时监测变压器的运行状态的功能，从而及时发现变压器的运行缺陷、预防故障的发生，节省了人力物力。在本实施例中，所述控制器111优选为型号为 gd32vf103的mcu，但不限于此，能够实现上述功能即可。
30.结合图3～图7所示，所述油位检测机构4包括接近式传感器41、目标浮标42、连杆43及液位浮子44；所述目标浮标42设于所述壳体12内，所述液位浮子44设于所述壳体12外并置于所述油箱的油面上，所述连杆43的上端与所述目标浮标42连接，所述连杆43的下端与所述液位浮子44连接，所述液位浮子 44用于带动所述目标浮标42沿竖直方向上下浮动；所述接近式传感器41设于所述目标浮标42的上方，所述接近式传感器41与所述控制器111连接并用于根据所述接近式传感器41与所述目标浮标42的间距发送油位信号。
31.需要说明的是，在本实施例中，所述接近式传感器41优选为磁性接近传感器，所述目标浮标42的顶部安装有磁铁421，当液位大于第一预设值时，所述目标浮标42上的磁铁421进入感应范围时，所述磁性接近式传感器向所述控制器111发送第一油位信号，所述控制器111控制外部显示器显示油量充足；当液位小于第一预设值且大于第二预设值时，所述
磁性接近式传感器向所述控制器 111发送第二油位信号，所述控制器111控制外部显示器显示油量中等；当液位小于第二预设值时，所述磁性接近式传感器向所述控制器111发送第三油位信号，所述控制器111控制外部显示器显示油量低。在其他实施例中，所述接近式传感器还可以是超声波传感器或光电传感器，所述目标浮标42上设有感应部，所述超声波传感器或光电传感器用于测量自身与所述感应部的间距，并将其发送给所述控制器111，所述控制器111用于把所述间距换算成相应的油位值，并输出给外部显示器。
32.结合图6和图8所示，所述壳体12内设有第一定位部121，所述壳体12的下端开口处设有第二定位部122；所述第一定位部121上设有第一定位孔121a，所述第二定位部122上设有第二定位孔122a，所述目标浮标42设于所述第一定位孔121a内，所述连杆43设于所述第二定位孔122a内；所述第一定位孔121a 的内径小于所述装置本体1的内径，大于所述目标浮标42的外径；所述第二定位孔122a的内径小于所述目标浮标42的外径，大于所述连杆43的外径。由于所述目标浮标42和连杆43分别定位于所述第一定位孔121a和第二定位孔122a 内，当油箱内的油面发生波动时，所述目标浮标42和连杆43只能够沿竖直方向上下浮动，而不能够左右大幅度摆动，从而避免所述目标浮标42和连杆43 在摆动过程中遭到碰撞损坏。
33.相应地，由于所述第一定位部121和第二定位部122在注油时形成阻挡，所述目标浮标42内部中空，所述目标浮标42的上下两端面分别设有第二过油孔422和第三过油孔，所述第二定位部122上设有第四过油孔122b，从而使得油能够从上至下流进油箱内。
34.结合图3～图5所示，所述油温检测机构2包括温度传感器21和导线22。当温度发生变化时，油箱箱体热胀冷缩导致油位高低发生变化，这对油顶层温度的测量带来了很大的困难，所述温度传感器21装在高位时，油位下降时测不到油温，所述温度传感器21装在低位时，油位升高时测到的并不是油顶层的温度，测量不准，因此所述温度传感器21设于所述液位浮子44的底部，所述温度传感器21始终跟随所述液位浮子44浮动，不管油位高低，所述温度传感器 21浸入油中深度始终一致，测量深度始终一致。其中，所述液位浮子44内设有容置孔441，所述连杆43内部中空，所述容置孔441、连杆43和目标浮标42 依次连通形成走线通道，所述导线22设于所述走线通道内，从而能够避免导线 22的外表遭到摩擦损坏，所述导线22的下端与所述温度传感器21连接，所述导线22的上端穿过所述第二过油孔422并与所述控制器111连接。如图7所示，在本实施例中，所述导线22的下半部通过固定销钉23与所述连杆43固定连接，从而确保所述温度传感器21固定设于所述液位浮子44的底部。
35.结合图6和图8所示，所述第一定位孔121a的边缘设有限位缺口121b，所述目标浮标42的侧表面设有凸部423，所述凸部423卡设于所述限位缺口121b 内，当油箱内的油面发生波动时，所述目标浮标42无法在所述第一定位孔121a 内大幅度旋转，从而避免旋转时牵引所述导线22导致其损坏、温度检测功能丢失。
36.结合图3、图4和图7所示，为了便于工作人员脱离显示器时也能够直观清楚变压器内的油位，所述目标浮标42的外壁至少设有一种颜色的标识部，多种颜色的标识部沿竖直方向设置，在本实施例中，所述目标浮标42的外壁设有红色标识部424和蓝色标识部425，所述红色标识部424位于所述蓝色标识部425 的上方。所述壳体12的侧壁设有透明视窗123，所述透明视窗123上设有液位标识线123a，所述透明视窗123用于显露所述标识部。当油量充足时，所述透明视窗123仅显示所述蓝色标识部424；当油量中等时，所述透明视窗123同时显示所述红色标识部424和蓝色标识部425，所述红色标识部424和蓝色标识部 425之间
的分割线用于代表油位，当所述分割线与其中一根液位标识线123a齐平时，所述液位标识线123a上的数值即代表油箱内的油量；当油量低时，所述透明视窗123仅显示所述红色标识部424。其中，所述透明视窗123优选为玻璃视窗。
37.结合图3和图9所示，所述注油泄压结构11还包括外壳112、集成电路模块113和压力释放阀114，所述气压检测机构3包括气压传感器3；所述外壳112 上设有注油孔112a，所述压力释放阀114可拆卸连接于所述注油孔112a上，所述集成电路模块113均设于所述外壳112内，所述控制器111、接近式传感器41 和气压传感器3均安装于所述集成电路模块113上，所述集成电路模块113上设有第五过油孔113a。其中，所述注油泄压结构11通过调节所述压力释放阀114 能够实现泄压的功能；其次，将所述压力释放阀114从所述注油孔112a处卸下后即可通过所述注油孔112a注油，十分便捷，由于所述集成电路模块113上设有第五过油孔113a，注油时油流不会直接冲刷在所述集成电路模块113上，能够避免电路模块上的电子塑料溶解；此外，所述控制器111、接近式传感器41 和气压传感器3一体化集成于所述集成电路模块113上，能够避免额外增设外部导线连接，安装方便。
38.如图9所示，所述注油泄压结构11还包括导油件115，所述导油件115设于所述外壳112内并位于所述注油孔112a和第五过油孔113a之间；所述导油件 115的中部设有分流部115a及导油孔115b，多个所述导油孔115b周向均匀分布于所述分流部115a的外围。注油前，工作人员将漏斗插入所述注油孔112a内，漏斗的下端与所述分流部115a相抵；注油时，首先单条粗油流经过漏斗的下端出口流至所述分流部115a上，减缓了油流的下落速度，然后单条粗油流经过所述分流部115a分为多条细油流，最后多条细油流经过所述导油孔115b导向油箱内部下落，从而避免单条粗油流直接以较高的下落速度向下冲击导致所述目标浮标42损坏。
39.结合图6和图9所示，多个所述第二过油孔422围绕所述目标浮标42的轴心均匀分布于所述目标浮标42的上端面，多个所述第三过油孔围绕所述目标浮标42的轴心均匀分布于所述目标浮标42的下端面，多个所述第四过油孔122b 周向均匀分布于第二定位孔122a的外围；所述导油孔115b、第二过油孔422、第三过油孔和第四过油孔122a均为扇面状通孔，所述导油孔115b、第二过油孔 422、第三过油孔和第四过油孔122a在竖直方向上一一对应，从而使得经过所述分流部115a分流形成的多条细油流能够依次从相应的导油孔115b、第二过油孔422、第三过油孔和第四过油孔122a通过以进入油箱内，从而避免较大油量残留在所述目标浮标外表或内部最终导致加注的油量大幅度超出预期。在本实施例中，所述导油孔115b、第二过油孔422、第三过油孔和第四过油孔122a的数目均优选为三个。
40.综上所述，采用本实用新型，集成油位检测、油温检测、气压检测、泄压和注油的五种功能，功能多样，能够实时检测变压器的运行状态，有效提升变压器的运行可靠性、预防故障的发生，节省了人力物力。
41.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。