一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管及其使用方法与流程

本发明涉及一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管及其使用方法，属于变压器运行技术领域。

背景技术：

在输电网中10/0.4kv变压器是将电能输送至低压用户的终端桥梁，以油浸变压器为主。因小功率变压器安装场所分散，点多面广往往造成维护不到位。维修故障变压器成为配电运维班的主要工作之一，例如：华北某县每年修理各种类型的故障上百起以上，从实际维修记录得出：导电杆过热引起的故障占所有故障的98%以上，每年的经济损失在30万元以上；从实际维修经历经验我们中发现，变压器故障多发生于变压器低压侧，其原因是变压器低压侧电流大；少则数十安，多则上千安。导电杆与接线端子接触不良，接触电阻增大，使电能转化成热能(q=i×i×r)，恶性循序，灼伤导电杆，胶珠硬化，漏油，可能烧毁变压器。变压器高低压侧引线均为铜螺杆，经瓷套管绝缘保护支撑与架空线路连接，从变压器瓷套管的结构及部件组成来看，导电杆与架空线接线端子的上下固定螺母易松动是痼疾，也是油浸式变压器结构固有的特点；运行中的变压器易造成架空引线与导电杆连接处松动，形成氧化膜，接触电阻增大，恶性循环。接触点过热→胶珠碳化→漏油→导电杆打火→烧毁导电杆→甚至烧毁变压器的后果。但是，引线接线端子与导电杆的接触点过热，不能从外观发现初期隐患，很难及早处理，愈演愈烈，发生事故。如何能够及早发现接触点过热的初期隐患，是解决上述技术问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管及其使用方法，从变压器低压套管顶部小瓷件入手，能从外观发现故障隐患，当引线接线端子与导电杆接触电阻增大，温度在90℃以下发绿光，超90℃发红光，在导电杆初期接触不良便发出警示，及时对接触点用砂纸打磨，拧紧螺母可排除隐患，把事故消灭在萌芽期，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管，包含上套管、套管内孔、电路板、绿光带、绿灯、红光带、红灯和下套管，上套管与下套管的中心均设有套管内孔，一起构成变压器低压侧绝缘套管，变压器低压侧的导电杆设置在套管内孔中；上套管与下套管之间设有电路板，电路板的外圆周上设有绿光带和红光带，绿光带上设有多个绿灯，红光带上设有多个红灯；绿光带和红光带裸露在上套管与下套管之间；

所述电路板，包含取能线圈l1、整流电路、滤波电路、稳压电路、红灯控制电路和绿灯控制电路，取能线圈l1设置在套管内孔上，取能线圈l1的输出端依次连接整流电路、滤波电路和稳压电路，然后连接红灯控制电路和绿灯控制电路，红灯控制电路和绿灯控制电路均由热敏电阻与开关电路组成，红灯控制电路连接红光带上的各个红灯，绿灯控制电路连接绿光带上的各个绿灯。

所述红灯为红光二极管，多个红光二极管串联布置在红光带内侧；所述绿灯为绿光二极管，多个绿光二极管串联布置在绿光带内侧。

所述上套管与下套管，采用互感器环氧树脂浇注而成，电路板被浇注封闭在变压器低压侧绝缘套管内部，上套管与下套管之间仅仅裸露绿光带和红光带，绿光带和红光带为透明带，对绿灯和红灯进行防护，整个电路板及绿灯和红灯被封闭在变压器低压侧绝缘套管内部。

所述电路板为环状，内圆周设置取能线圈l1，外圆周分上下两层分别布置红灯和红光带、绿灯和绿光带，上层的多个红灯沿电路板外圆周环绕布置，红灯外面的红光带也环绕电路板外圆周环绕布置；下层的多个绿灯沿电路板外圆周环绕布置，绿灯外面的绿光带也环绕电路板外圆周环绕布置。

一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管的使用方法，工艺步骤如下：

变压器低压侧绝缘套管；包含上套管、套管内孔、电路板、绿光带、绿灯、红光带、红灯和下套管，上套管与下套管的中心均设有套管内孔，一起构成变压器低压侧绝缘套管；上套管与下套管之间设有电路板，电路板的外圆周上设有绿光带和红光带，绿光带上设有多个绿灯，红光带上设有多个红灯；绿光带和红光带裸露在上套管与下套管之间；所述电路板，包含取能线圈l1、整流电路、滤波电路、稳压电路、红灯控制电路和绿灯控制电路，取能线圈l1设置在套管内孔上，套在导电杆上，取能线圈l1的输出端依次连接整流电路、滤波电路和稳压电路，然后连接红灯控制电路和绿灯控制电路，红灯控制电路和绿灯控制电路均由热敏电阻与开关电路组成，红灯控制电路连接红光带上的各个红灯，绿灯控制电路连接绿光带上的各个绿灯；

变压器低压侧的导电杆设置在套管内孔中，取能线圈l1设置在套管内孔上，套在导电杆上；导电杆上的取能线圈l1的输出电压经过整流电路、滤波电路和稳压电路后，为红灯控制电路和绿灯控制电路提供电源；红灯控制电路和绿灯控制电路的热敏电阻感知变压器低压侧绝缘套管内部温度变化，当变压器低压侧绝缘套管内部温度小于90℃时，绿灯控制电路的开关电路导通，绿光带上的绿灯发光，告知温度正常；当变压器低压侧绝缘套管内部温度大于等于90℃时，红灯控制电路的开关电路导通，红光带上的红灯发光，发出警示，提醒工作人员及时处理。

变压器设计使用寿命二十年左右。本发明使用年限也是按变压器的使用寿命设计，实际使用年限会更长。本发明的实际负荷只有5ma，各个电子元件又密封在变压器低压侧绝缘套管内部，不受环境污染。易损件只有发光二极管。发光二极管的使用寿命在10年以上，发光二极管的额定电流20ma，而实际工作电流只有3ma，使用20年是可以实现的，成本低，使用方便，基本不需要更换，工作寿命长。

本发明的积极效果：从变压器低压套管顶部小瓷件入手，能从外观发现故障隐患，当引线接线端子与导电杆接触电阻增大，温度在90℃以下发绿光，超90℃发红光，在导电杆初期接触不良（烧毁导电杆的温度在1000℃以上）便发出警示，及时对接触点用砂纸打磨，拧锢螺母可排除隐患，把事故消灭在萌芽期。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明电路原理示意图；

图4为本发明产品外观示意图；

图5为本发明产品电路板示意图；

图6为本发明产品使用示意图；

图中：上套管1、导电杆2、套管内孔3、电路板4、绿光带5、绿灯6、红光带7、红灯8、下套管9。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管，包含上套管1、套管内孔3、电路板4、绿光带5、绿灯6、红光带7、红灯8和下套管9，上套管1与下套管9的中心均设有套管内孔3，一起构成变压器低压侧绝缘套管，变压器低压侧的导电杆2设置在套管内孔3中；上套管1与下套管9之间设有电路板4，电路板4的外圆周上设有绿光带5和红光带7，绿光带5上设有多个绿灯6，红光带7上设有多个红灯8；绿光带5和红光带7裸露在上套管1与下套管9之间；

所述电路板，包含取能线圈l1、整流电路、滤波电路、稳压电路、红灯控制电路和绿灯控制电路，取能线圈l1设置在套管内孔3上，取能线圈l1的输出端依次连接整流电路、滤波电路和稳压电路，然后连接红灯控制电路和绿灯控制电路，红灯控制电路和绿灯控制电路均由热敏电阻与开关电路组成，红灯控制电路连接红光带7上的各个红灯，绿灯控制电路连接绿光带5上的各个绿灯。

所述红灯为红光二极管，多个红光二极管串联布置在红光带7内侧；所述绿灯为绿光二极管，多个绿光二极管串联布置在绿光带5内侧。

所述上套管1与下套管9，采用互感器环氧树脂浇注而成，电路板被浇注封闭在变压器低压侧绝缘套管内部，上套管1与下套管9之间仅仅裸露绿光带5和红光带7，绿光带5和红光带7为透明带，对绿灯和红灯进行防护，整个电路板及绿灯和红灯被封闭在变压器低压侧绝缘套管内部。

所述电路板为环状，内圆周设置取能线圈l1，外圆周分上下两层分别布置红灯和红光带7、绿灯和绿光带5，上层的多个红灯沿电路板外圆周环绕布置，红灯外面的红光带7也环绕电路板外圆周环绕布置；下层的多个绿灯沿电路板外圆周环绕布置，绿灯外面的绿光带5也环绕电路板外圆周环绕布置。

一种具有过热警示的变压器低压侧绝缘套管的使用方法，工艺步骤如下：

变压器低压侧绝缘套管；包含上套管1、套管内孔3、电路板4、绿光带5、绿灯6、红光带7、红灯8和下套管9，上套管1与下套管9的中心均设有套管内孔3，一起构成变压器低压侧绝缘套管；上套管1与下套管9之间设有电路板4，电路板4的外圆周上设有绿光带5和红光带7，绿光带5上设有多个绿灯6，红光带7上设有多个红灯8；绿光带5和红光带7裸露在上套管1与下套管9之间；所述电路板，包含取能线圈l1、整流电路、滤波电路、稳压电路、红灯控制电路和绿灯控制电路，取能线圈l1设置在套管内孔3上，套在导电杆2上，取能线圈l1的输出端依次连接整流电路、滤波电路和稳压电路，然后连接红灯控制电路和绿灯控制电路，红灯控制电路和绿灯控制电路均由热敏电阻与开关电路组成，红灯控制电路连接红光带7上的各个红灯，绿灯控制电路连接绿光带5上的各个绿灯；

变压器低压侧的导电杆2设置在套管内孔3中，取能线圈l1设置在套管内孔3上，套在导电杆2上；导电杆2上的取能线圈l1的输出电压经过整流电路、滤波电路和稳压电路后，为红灯控制电路和绿灯控制电路提供电源；红灯控制电路和绿灯控制电路的热敏电阻感知变压器低压侧绝缘套管内部温度变化，当变压器低压侧绝缘套管内部温度小于90℃时，绿灯控制电路的开关电路导通，绿光带上的绿灯发光，告知温度正常；当变压器低压侧绝缘套管内部温度大于等于90℃时，红灯控制电路的开关电路导通，红光带上的红灯发光，发出警示，提醒工作人员及时处理。

所述红光带上的红灯发光，并随温度增高亮度增大。

在实施例中，参照附图3，当大于20a的电流穿过取能线圈l1时，产生感应电动势，取能线圈l1的匝数在20---100圈，根据导电杆的型号而定。变压器低压侧电流越大，匝数越少。d1是双向二极管，交流限幅，整流电路由整流块d2构成，滤波电路由滤波电容c2和c3组成，电阻r1、稳压管d3、电阻r2、电阻r3和三极管q1组成直流稳压电路。热敏电阻ntc1和开关电路组成红灯控制电路，开关电路由电阻r4、电阻r6、电容c4、三极管q2及电阻r7组成，红灯由八个红色发光二极管led1----8组成。热敏电阻ntc2和开关电路组成绿灯控制电路，开关电路由电阻r9、电阻r10、电容c7、三极管q3及电阻r8组成，绿灯由九个绿色发光二极管led9----17组成。热敏电阻ntc1、热敏电阻ntc2感知变压器低压侧绝缘套管内部温度变化，温度高阻值变小。当温度小于90℃时，三极管q3基极高于0.6v，绿色发光二极管led9—17亮。三极管q2基极低于0.6v，红色发光二极管led1---8不亮。当温度高于等于90℃时，三极管q3基极低于0.6v，三极管q2基极高于0.6v绿灯熄灭、红灯亮。

已有技术油浸变压器使用的瓷套管，按导电杆的直径分为12﹟、18﹟、20﹟等型号，由瓷土高温烧结而成。本实施例上套管1与下套管9，采用互感器环氧树脂浇注而成，电路板被浇注封闭在变压器低压侧绝缘套管内部，在浇注模具内，先浇注下套管，然后放入电路板，电路板为环状，外圆周布置红灯、绿灯、绿光带5和红光带7，然后浇注上套管；上套管1与下套管9之间仅仅裸露绿光带5和红光带7，绿光带5和红光带7为透明带，对绿灯和红灯进行防护，整个电路板及绿灯和红灯被封闭在变压器低压侧绝缘套管内部。本发明最大特点是内部不用电池，环保。外不用电源，节能。安装便捷。不怕闲置，安装即可工作，设计年限可达二十年以上。

利用综合变压器实验台，给本发明的630kva的变压器低压侧做短路实验，在低压侧的到200a—1000a的大电流，检验了本发明套管的各项性能，实验证明元件性能可靠，在20a---1000a的不同阶段均可靠工作。

实际应用表明，当温度正常时，通电后发绿光。当引线接线端子与导电杆的接触点过热，温度超过设定值时（90℃）时。或者，当引线接线端子与导电杆的接触点接触不良，接触电阻增大，温度超过90℃时，转化为红光，并随温度增高亮度增大。以警示变压器管理者进行简单的维护处理，把变压器故障消灭在萌芽初期。

本发明除具备原有套管基本作用，增添多项功能：1、能监测接头过热，变压器过载。2、绿灯亮，确定变压器带电，提醒人员远离。3、目测能监测变压器是否正常工作。4、判断是否缺项。5、比原有套管有韧性，不会碎裂。6、给变压器管理人员制定了维护目标（要求发光处清洁，使维护工作在新的要求下又一步跟进）。7、提高维修的及时准确性。8、提高供电可靠性。