[发明专利]用于在线监视电力变压器中呋喃类物质的传感器结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力变压器，更具体地说，涉及一种用于在线监视变压器油中呋喃类物质的水平的在线传感器结构。

背景技术

全球公用事业生成呋喃类物质库，这是一组被发现溶解在变压器油中的化学化合物，其仅来自纤维素降解。大多数变压器专家在就变压器故障、寿命终止等作出决定之前要求油中的呋喃类物质水平的信息。这些化合物在八十年代早期被发现，从那时起，已经在CIGRE、IEEE和全球主要公用事业中激起了极大的兴趣。

呋喃类物质通常在取自变压器的离线油样品并被送到化学实验室进行处理以用于在称作高性能液相色谱（HPLC）设备中处理。通常在采集样品用于油中的气体分析或用于标准油测试时，也采集油样品。

因此，有必要提供一种提供用于监视变压器中呋喃类物质的在线传感器。

发明内容

本发明的一个目的是满足上述的需要。按照本发明的原理，这一目的是通过对在变压器箱的油中的呋喃类物质的在线监视提供传感器结构来实现。该传感器结构包括一个紫外（UV）光源，仅允许紫外线的一定波长范围的光通过的滤光器，透明窗口，该透明窗口被构造和布置从而使得经滤光的UV光穿过其中，以及UV光检测器，所述UV光检测器被构造和布置以接收穿过窗口的UV光。当传感器结构相对于联机的变压器箱被安装使得窗口暴露于油，并且油中的呋喃类物质被监视时，呋喃类物质将吸收UV光，从而产生相比于被监视的油中没有呋喃类物质时由光检测器所接收到UV光与被监视的油中有呋喃类物质时由光探测器所接收到的UV光的差异。光检测器被构造和布置以提供基本上与被检测的油中的总的呋喃类物质成比例的输出信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在变压器箱的油中的呋喃类物质水平的在线监视。该方法提供UV光源。UV光进行滤光以处于一定的波长范围内。透明窗口暴露于变压器箱的油。当变压器联机时，经滤光的UV光穿过窗口。穿过窗口的UV光由光检测器所接收，具有光检测器的基本上与被监视的油中的总呋喃类物质成比例的输出信号。

其它的目的，特征和本发明的特性，以及操作方法和结构的相关元件的功能，部件的组合以及制造的经济性，将通过参照附图考虑下面的详细描述和所附的权利要求而变得更加明显，所有这些形成本说明书的一部分。

附图说明

本发明将从以下与附图相结合对优选实施例的详细描述得到更好的理解，其中相同的数字表示相同的部件。其中：

图1为根据本发明的具有与其耦合的呋喃类物质传感器结构的变压器的示意图。

图2为图1的传感器结构的放大图。

图3为根据另一实施例所提供的传感器结构的放大图。

具体实施方式

参考图1，变压器（总体表示为10）包括填充有绝缘油的变压器箱12以将其中的部件绝缘，诸如抽头变换器（未示出）。呋喃类物质传感器结构（总体表示为106）的入口14通过油路17耦合到箱12的排液阀18。该传感器结构16的出口19在箱12的顶部处经由第二油道22与填充口20连通。值得注意的是，在图1中仅示出了第二油道22的一部分。因此，来自箱12的变压器油从排液阀离开，通过传感器结构16，然后经由口20被引导回到箱内。

参考图2，非侵入性传感器结构16包括单个的传感器外壳24，所述传感器外壳24包含紫外（UV）光源26，准直透镜28，低频带（例如225-330nm）滤光器30，允许UV光穿过其中而设置在入口14和出口19之间的透明光学（例如，玻璃）的窗口32，聚光透镜34和UV光电二极管或光检测器36之间。运算放大器（OPAMP）38放大光检测器36的输出。OPAMP38的输出是基本上与总呋喃类物质成比例的电信号，所述呋喃类物质主要是最常见的元素2FAL=2糠醛。有必要将这一输出校准为油中的呋喃类物质的实际数量，因为输出可能会随着光路、电子设备等发生变化。OPAMP38的输出被显示在显示器40上。显示器40可以是模拟或数字，甚至可听信号可以指示报警状态。通用电源42，优选设置在壳体24内，向传感器结构16提供功率。OPAMP38，显示器40，以及电源42也优选设置在所述壳体24中。