[发明专利]用于检测具有气囊或薄膜的储油器内的水或油泄漏的光学传感器结构

说明书

技术领域

本发明涉及变压器，尤其涉及具有带气囊或薄膜的储油器油保存系统（COPS）的变压器，其中在气囊上提供传感器以检测气囊顶端的水分和/或气囊的故障。

背景技术

在油保存型系统中，合成橡胶气囊被铺在储油罐中的油表面上以使得绝缘油与外界空气完全隔离。气囊形状根据油的膨胀和收缩而变化，将气囊中的压力保持在大气压力。由于气囊使得油与大气完全隔离，所以在气囊没有故障的情况下，氧气或水分不可能渗入油中。储油罐中的水的积聚会污染油或者甚至会在认为气囊正确操作的情况下导致有关油面指示的混乱。

由于储油罐被密封，所以难以访问罐体内部以确保气囊正确工作而使得油与空气隔离。因此，需要提供与气囊相关联的传感器来检测储油罐内的气囊顶端出现的任何水分或油。

发明内容

本发明的目标是满足以上所提到的需求。依据本发明的原则，该目标通过提供一种用于感测密封储油罐中出现的液体的光学传感器结构而实现。该罐包括将油与空气隔离的气囊。该气囊具有暴露于空气的第一表面以及暴露于油的相对的第二表面。传感器结构包括具有带第一和第二相对末端的主体的传感器头，通过主体并且在第一和第二末端之间间隔开来的多个穿孔，以及设置在第二末端处的镜面。穿孔被构造和布置为接收液体并将其保持在其中。传感器头被构造并布置为位于气囊表面。传感器结构包括光源、光源和主体的第一末端之间的第一光纤线缆、光检测器以及光检测器和主体的第一末端之间的第二光纤线缆。其中，当光源通过第一光纤线缆并且向穿孔主体提供光时，光从镜面反射并且被第二光纤线缆和光检测器所接收。当液体而非气体处于主体中的至少一些穿孔之中时，光检测器所接收到的光数量有所减少。

依据本发明的又一个方面，一种方法检测设置在用于变压器的油保存型系统的储油罐中的气囊的空气一侧上出现的液体。气囊将油与空气隔离并且具有暴露于空气的第一表面以及暴露于油的相对的第二表面。该方法将光学传感器头置于气囊的第一表面上。向传感器头提供光源。通过检测到离开传感器头的光的一定数量而确定没有液体与传感器头相接触的正常条件。通过检测到离开传感器头的光的数量少于所述光的一定数量而确定液体与传感器头相接触的故障条件。

在参考全部形成此说明书的一部分的附图而考虑以下详细描述和所附权利要求时，本发明的其它目标、特征和特性以及该结构的相关部件的操作方法和功能，部件组合和制造品的经济性将变得更清楚。

附图说明

本发明将通过结合附图而对其优选实施例的以下详细描述而被更好地理解，图中同样的附图标记指示同样的部件，其中：

图1是依据本发明的与变压器罐流体耦合的储油罐的示意图，其中在储油罐中的气囊上提供光学传感器结构。

图2是图1的传感器结构的放大视图。

具体实施方式

参考图1，变压器油保存型系统包括变压器罐10，其填充以绝缘油14以使得其中的诸如分接头转换开关（未示出）之类的内部组件绝缘。储油罐结构总体以15所指示，其包括经由管线18与变压器罐10流体连接的储油罐16。巴克霍尔茨（Buchholz）继电器20以常规方式提供在管线18之中。充气气囊22被铺在储油罐16中的油14的表面上以使得绝缘油与外界的干燥空气24完全隔离。因此，气囊20具有暴露于干燥空气24的第一表面26以及与油14相接触或处于其上方的相对的第二表面28。如这里所使用的，“气囊”可以是空气室、薄膜、橡胶袋或者能够包含空气并改变形状的任意其它结构。以常规方式，气囊20的形状根据油14的膨胀和收缩而变化，将气囊20中的压力保持在大气压力。

依据该实施例，为了检测由于故障、撕裂、破裂、渗透等而出现已经通过气囊20泄漏的水和/或油，在气囊的第一或上表面26上提供通常以30指示的光学传感器结构。