[发明专利]基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置及方法

说明书

公开了一种基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置及方法，检测装置中，样品池容纳变压器油，样品池的侧壁由透光材料制成；激光器朝向样品池以提供用于光散射的光源，衰减片接收来自激光器的光源以调节其强度，激光准直系统设在激光器和样品池之间以准直来自衰减片的入射光，且照射变压器油形成光散射，中心探测阵列设在样品池远离激光器的一侧且与入射光保持同心，中心探测阵列检测光散射的光强分布，信号接收与检测系统连接中心探测阵列以接收光强分布，信号接收与检测系统基于光强分布生成变压器油中气泡粒径分布信息。

技术领域

本发明属于变压器油纸绝缘系统中气泡检测技术领域，特别是一种基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置及方法。

背景技术

油浸式电力变压器是电力系统中的核心设备，其可靠运行对电力系统的安全稳定至关重要。而油纸绝缘因其良好的绝缘性能，被广泛运用于变压器的绝缘结构，但当油纸绝缘系统内出现气泡时，其绝缘性能会受到严重影响，轻微的则会导致局部放电，严重的则会会导致间隙的击穿进而引起变压器的爆炸。

因此有必要研究气泡对油纸绝缘绝缘性能的影响规律，摸清气泡存在情况下油纸绝缘的放电特性，进而更好的对变压器的绝缘状态进行评估。而气泡对油纸绝缘的影响与气泡的粒径分布密切相关，相关研究发现不同大小与不同数量气泡下油纸绝缘的放电特性不同，因此需要一种能够测定变压器油中气泡粒径分布的方法，以便更好的研究气泡存在下油纸绝缘的放电特性。

目前电气工程领域对气泡的表征一般采用相机拍摄的方式，通过图像处理的方式确定气泡的有无以及大小分布情况，该方法虽然直观且操作布置简单，但由于对图像处理后方可获得气泡信息，存在一定的滞后性，且受操作人员主观因素的影响，无法较为准确的判定气泡的粒径分布情况。因此有必要寻求一种操作简单、准确度高、周期短的测定变压器油中气泡粒径分布的方法。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置及方法。其具有操作简单、准确度高、周期短等特点。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置包括，

样品池，其容纳变压器油，所述样品池的侧壁由透光材料制成；

激光器，其朝向所述样品池以提供用于光散射的光源，

衰减片，其接收来自所述激光器的光源以调节其强度，

激光准直系统，其设在所述激光器和样品池之间以准直来自所述衰减片的入射光，且照射变压器油形成光散射，

中心探测阵列，其设在所述样品池远离所述激光器的一侧且与所述入射光保持同心，中心探测阵列检测所述光散射的光强分布，

信号接收与检测系统，其连接所述中心探测阵列以接收所述光强分布，信号接收与检测系统基于光强分布生成所述变压器油中气泡粒径分布信息。

所述的基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置中，激光准直系统包括，

物镜，其接收并聚焦来自激光器且经由衰减片的入射光，

针孔滤波器，其通过来自物镜的入射光，

准直镜，其接收来自针孔滤波器的入射光且将其转换为平行光束。

所述的基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置中，所述物镜和准直镜为凸透镜，调节凸透镜位置以将入射光转换成5-20mm直径的平行光束。

所述的基于光散射的变压器油中气泡粒径分布的检测装置中，所述针孔滤波器的针孔直径为100μm，物镜直径为20mm，焦距为40mm，所述准直镜直径为40mm，焦距为80mm。