[发明专利]一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器

说明书

本发明公开了一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器，包括传感球壳罩，传感球壳罩外侧均匀连接有若干光栅导套，所述光栅导套内部两端均固定安装有橡胶延展块，所述光栅导套内穿插有光栅，所述光栅在光栅导套内呈抛物线状，所述光栅贯穿橡胶延展块且光栅外侧与橡胶延展块固定连接,所述光栅一端与传感球壳罩相连接，若干所述的光栅另一端共同连接有光纤，所述光纤外侧套接有金属丝网套，所述光纤一端依次连接有解调器和DSP芯片，光栅在传感球罩壳上均匀分布，能检测变压器周边的温度，检测更标准，误差更小，光栅导套、橡胶延展块保护了光栅，金属丝网套保护了光纤，光栅和光纤性能稳定，传感器检测温度准确度高。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体为一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器。

背景技术

电力变压器是输变电系统中最重要的设备之一，它直接关系到电网能否安全、高效、经济运行。变压器的绝缘能力决定变压器的寿命，而变压器运行时的绕组温度是影响绝缘能力的主要因素，此外，变压器超铭牌额定值负荷运行及其动态增容节能控制均基于经验模型，缺乏可靠的支撑依据。

目前，通常采用热模拟测量法或间接计算法获取绕组温度，应用于变压器内部温度测量的方法主要有以下3种：①电信号传感器测量法，如热电偶、热电阻等，该类传感器易受电磁干扰，且使用寿命有限，测量效果不太理想。②红外测温法，该方法为非接触测量，便于人工操作，但无法实现在线实时测量，且易受背景噪声及电磁环境干扰。③光纤测温法，其中，基于拉曼散射原理或布里渊散射原理的分布式光纤测温方法的测温准确度、空间定位准确度和响应时间之间相互制约，目前尚不能满足变压器内部精确测温的要求，而荧光光纤或半导体透射式和反射式光纤温度传感器为点式测温，测量点少，其在变压器内部的布置往往需要基于经验估计，在实际应用中存在一定的局限。

现有的光纤光栅温度传感器存在以下不足之处和问题：

(1)传感器的光栅和光纤比较脆弱，在受力发生形变的时候，容易因拉扯力或弯折度太大而造成光栅或光纤断裂、破损，从而导致传感器测出的温度不准确，甚至发生信号传输失败的后果，变压器绕组的温度得不到准确检测的话，变压器内部温度就不能得到及时调整，变压器性能下降甚至有烧毁的危险。

(2)一般的光纤光栅温度传感器的光栅与变压器所测温度接触点较少，由于变压器四周的温度不一定相同，所以单一的检测数值并不能判断变压器绕组的整体温度，而要测量变压器绕组的四周全部温度，又需要很多的传感器，增大了体积和成本。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器，光栅在传感球罩壳上均匀分布，能检测变压器周边的温度，检测更标准，误差更小，光栅导套、橡胶延展块保护了光栅，金属丝网套保护了光纤，光栅和光纤性能稳定，传感器检测温度准确度高，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器，包括传感球壳罩，传感球壳罩外侧均匀连接有若干光栅导套，所述光栅导套内部两端均固定安装有橡胶延展块，所述光栅导套内穿插有光栅；

所述光栅在光栅导套内呈抛物线状，所述光栅贯穿橡胶延展块且光栅外侧与橡胶延展块固定连接,所述光栅一端与传感球壳罩相连接，若干所述的光栅另一端共同连接有光纤，所述光纤外侧套接有金属丝网套，所述光纤一端依次连接有解调器和DSP芯片。

作为本发明一种优选的技术方案，所述传感球壳罩通过螺栓固定在变压器箱底部内壁上，所述传感球壳罩罩在变压器绕组上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述光栅导套采用铁磁材料制作，所述橡胶延展块采用硅橡胶或氟橡胶材料制作。

作为本发明一种优选的技术方案，所述橡胶延展块形状为漏斗状，同一个所述的光栅导套内的两个橡胶延展块相互平行。

作为本发明一种优选的技术方案，所述金属丝网套内侧有泡沫防潮套。