[发明专利]一种变压器油中颗粒杂质的在线检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器油中颗粒杂质状态检测器，属于电气工程应用。

背景技术

电力变压器在电力输配电过程中起到十分重要的作用，而变压器中的变压器油起到了绝缘、散热和消弧作用。良好的变压器油应该是清洁而透明的矿物绝缘油，不得含有颗粒杂质、沉淀物、水分及气体物质。然而，在实际运行过程中，浸泡在变压器油中的变压器线圈、铁芯和分接开关部件都会在电磁力的作用下产生振动和发热，或者当变压器内部分接开关触头间出现电弧，都会加重变压器油中颗粒杂质含量的增加，最终影响电力变压器的安全运行。特别对于超高压电力变压器和特高压电力变压器，油中颗粒杂质对其绝缘强度的影响越显突出。由于颗粒杂质悬浮在油中并会随着油的循环流动，尤其是在高压电场作用下不断运动，聚集在电场强度较高的部位，很容易形成油绝缘的薄弱环节，引起油中局部放电，使变压器油的电气绝缘性能发生劣变，甚至造成超高压电力变压器和特高压电力变压器内部绝缘击穿事故。因此，变压器油中颗粒杂质对油绝缘强度的降低有很大的影响，变压器油的电气绝缘特性劣变或老化会直接影响大型电力变压器的安全运行。

目前对变压器油的颗粒杂质状态检测通常在变压器安装及检修过程中，对变压器设备中的绝缘油取油样送检，但是采用这种方法取油样由于存在二次污染问题以及油样保管放置时间过长等因素，经常会影响油样采集标本不合格，重复多次取样过程，不仅造成人力物力浪费，而且无法解决运行中的电力变压器油中的颗粒杂质状态检测问题。对于运行中的电力变压器，可以从变压器底部阀门（含密封取样阀）取油样，油样进入采油管线和相关辅助装置组成的油液测试系统，实现变压器油中颗粒杂质的在线油样采集和分析测试，这种方法虽然在某种程度上解决了运行中的电力变压器油中的颗粒杂质状态检测问题，但是仍然不可避免地存在油样采集取样的二次污染问题和采集过程繁杂问题，而且通过变压器底部阀门（含密封取样阀）取油样方式，不能实时在线检测电力变压器内部故障位置处的油中颗粒杂质状态。由于电力变压器是一种封闭的高压电力设备，结构复杂，油中颗粒杂质在高压电场作用下会聚集在电场强度较高的部位，譬如在变压器线圈首端的附近电场强度偏高会时常引发局部放电，因此在线实时检测大型电力变压器内部油中颗粒杂质状态，对确保大型电力变压器安全运行就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种变压器内部油中颗粒杂质的在线检测器，其特点是解决目前大型电力变压器内部油中颗粒杂质状态的在线检测问题，预警颗粒杂质引发油中局部放电故障，确保大型电力变压器的安全运行。

本发明为了实现上述目的采用以下技术方案：

一种变压器油中颗粒杂质的在线检测器，其包括顺序连接的发光源、入射多芯光纤、光纤耦合探头、折射多芯光纤、光电转换单元和颗粒杂质状态显示单元。

上述技术方案中，光纤耦合探头设置在变压器内部油中电场强度较高的部位。

上述技术方案中，光纤耦合探头由光透镜、多芯光纤和聚四氟乙烯空心圆柱体耦合构成。光纤耦合探头通过多芯光纤分别连接构成，入射多芯光纤和折射多芯光纤的前端分别粘接光透镜处理后，被对称地埋设在内半径较小的聚四氟乙烯空心圆柱体中构成光纤耦合探头。

上述技术方案中，纤耦合探头的空心圆柱体轴线与电场强度方向重合。

上述技术方案中，发光源采用二极管LED。

上述技术方案中，光电转换单元由光敏三极管和多芯光纤耦合构成或者由光敏电阻和多芯光纤耦合构成。

上述技术方案中，颗粒杂质状态显示单元由发光二极管、非门芯片和工作电源连接构成。

光纤耦合探头1是经过对两路多芯光纤的前端处理后构成，被埋设在油中电场强度较高的部位，与光纤耦合探头1耦合的入射多芯光纤的另一端与发光光源2连接，发光光源2连接工作电源5，与光纤耦合探头1耦合的折射多芯光纤的另一端与光电转换单元3连接，光电转换单元3连接颗粒杂质状态显示单元4，颗粒杂质状态显示单元4连接工作电源5。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：