CN113983944B - 一种变压器绕组变形检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压器绕组变形检测装置,变压器本体包括:变压器上盖、变压器下盖、铁芯;铁芯环形布置于变压器上盖和变压器下盖之间,铁芯的环形轴线与中间支撑轴同轴设置;在铁芯***螺旋缠绕有变压器绕组,变压器绕组每匝之间设置有定位间隙;变压器绕组变形检测装置还包括:变压器绕组浮动传递机构、绕组线圈应变感应组件、光纤应变检测组件,变压器绕组浮动传递机构包括固定于变压器绕组上的连接片,连接片通过光纤应变检测组件的感应光纤互相连接,感应光纤通过光纤支撑管分段固定,分段的感应光纤与连接片同步连接,光纤应变检测组件为光时域反射仪,通过光时域反射仪检测光纤各个分段的光通率和反射率。
Description
技术领域
本发明为一种变压器绕组变形检测装置,涉及输电设备检测领域。
背景技术
随着电网容量的日益增大,短路容量亦随之增大,短路故障造成的变压器损坏事故呈上升趋势。而因外部短路造成变压器绕组变形,又是变压器运行过程中的常见故障,严重威胁着***的安全运行。当变压器在运行过程中遭受短路故障电流冲击时,在变压器绕组内将流过很大的短路电流,短路电流在与漏磁场的互相作用下,产生很大的电动力,这时每个绕组都将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力。另外,变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力(电动力或机械力)的作用下,绕组可能产生机械位移和变形,并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故。此外,保护***存在死区或动作失灵都会导致变压器承受短路电流作用的时间长,这也是绕组发生变形的原因之一。因此,深入研究变压器绕组变形的检测和诊断方法,对提高变压器生产水平,保证电网安全运行有着积极的意义。
现有的变压器绕组状态检测一般是基于阻抗曲线检测进行的,此种检测方法需要将变压器从电网中断开,并连接扫频阻抗测试仪对变压器绕组的阻抗状态进行检测;为了实现此过程就势必会造成电网的停机检修,影响到电网的正常工作,额外的增加维护风险和经济损失,特别对于一些关键节点的变压器,期本身负载较大,需要经常的对变压器的状态进行检测,在经常性的检测势必会带来设备的经常性停机,不良影响较大。
而若果采用非电基的变压器绕组检测方案可以很好的解决该问题,例如基于光学或者是视觉的测试法可以消除因为变压器的高电压工况给测试设备带来的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中变压器检测需要停机的技术问题,提供一种变压器绕组变形检测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种变压器绕组变形检测装置,包括:
变压器本体,变压器本体包括:构成变压器支撑框架的变压器上盖和变压器下盖,变压器上盖和变压器下盖之间通过中间支撑轴同轴固定;
变压器本体还包括:位于变压器上盖和变压器下盖之间的铁芯,铁芯环形布置于变压器上盖和变压器下盖之间,铁芯的环形轴线与中间支撑轴同轴设置;
其中,在铁芯***螺旋缠绕有变压器绕组,变压器绕组的螺旋轴线与中间轴同轴,变压器绕组每匝之间设置有定位间隙;
变压器绕组变形检测装置还包括:
变压器绕组浮动传递机构,包括阵列布置于变压器绕组表面的连接片,连接片为弧面结构,连接片通过包覆于变压器绕组的弹性材料支撑的束缚层压紧于变压器绕组表面;连接片表面设置有至少两组轴线为弧形的连接凸起,连接凸起用于嵌入到定位间隙中;
其中,在连接片的弧形背面上还垂直设置有浮动连接座,浮动连接座贯穿束缚层并朝向变压器本体的外部延伸;
以及,变压器绕组浮动检测机构,变压器绕组浮动检测机构包括:
绕组线圈应变感应组件,绕组线圈应变感应组件包括:感应光纤,感应光纤的两端部分别通过插接结构固定到变压器上盖和变压器下盖,其中,同一纵向阵列的连接片的浮动连接座的末端均阵列固定到同一感应光纤上;光纤支撑管,光纤支撑管设置于变压器上盖和变压器下盖之间,感应光纤嵌入于光纤支撑管内,在光缆支撑管上阵列布置有若干光纤固定座,感应光纤贯穿各个光纤固定座并与各光纤固定座互相固定,光纤支撑管的侧壁设置有供浮动连接座***的浮动开口;
以及,光纤应变检测组件,光纤应变检测组件包括连接于各感应光纤一端部的光信号发生器以及连接于各感应光纤另一端部的光时域反射仪,光时域反射仪通过接收经感应光纤传递来的光信号,检测位于各相邻光纤固定座之间各感应光纤段落的光信号衰减数值。
作为本发明的进一步改进,所述连接片采用陶瓷材料制成,各连接凸起采用POM材料制成,连接凸起粘合于连接片上;
陶瓷材质的连接片不容易发生自身的变形,动态传递效率更高;POM材料耐热性能高,可加工性好,可以灵活的根据绕组形状进行结构的调整。
作为本发明的进一步改进,浮动连接座的端部设置有光纤夹持座,光纤夹持座内贯穿布置供感应光纤穿过的通孔,光纤夹持座的中部设置有柱形槽状的光纤夹持槽,光纤夹持槽内镶嵌有光纤夹持块,光纤夹持块的中部设置有光纤夹持孔,光纤夹持块通过光纤夹持孔粘合固定到感应光纤上;
光纤通过夹持块可拆卸可调整的实现与光纤的快速更换与维护。
作为本发明的进一步改进,光纤固定座包括垂直固定于光纤支撑管内壁的光纤固定凸起,光纤固定凸起上贯穿设置连接孔,连接孔固定连接有光纤固定套,感应光纤贯穿光纤固定套,光纤固定套两端设置有固定到光纤固定凸起两侧面的限位座;
光纤固定套的结构可以降低光纤与光纤固定座接触位置的局部剪切应力过大的问题,提升数据的精准度,降低局部固定位置剪切应力的变化给感应光纤的数据带来不良影响。
作为本发明的进一步改进,所述光纤固定套的内壁设置有用于填充热熔胶的环形的填充槽,在填充槽的中部段内壁阵列设置有用于预固定感应光纤的摩擦凸起;
热熔胶填充槽结构可以方便的实现光纤的热固定或者是加热拆除,简化了机构制造或者维护的难度。
作为本发明的进一步改进,所述变压器上盖和变压器下盖的边缘环形阵列设置有若干供感应光纤穿过的光纤定位孔,在光纤定位孔内设置有海绵材质的光纤夹持管,感应光纤穿过光纤夹持管中部;
光纤夹持管采用海绵材质,可以降低光纤定位孔内壁对感应光纤表面带来的剪切,提升感应光纤的使用寿命。
作为本发明的进一步改进,所述光纤支撑管包括上支撑板和下支撑板,上支撑板固定于变压器上盖,下支撑板固定于变压器下盖,上支撑板和下支撑板之间通过辅助支撑轴固定,光纤两端分别穿过上支撑板和下支撑板,辅助支撑轴内镶嵌有铝质的内支撑筋,内支撑筋的两端分别贯穿固定到变压器上盖和变压器下盖之间;
光纤支撑管采用分体结构,可以便于拆卸维护,同时所设置的内支撑筋可以降低感应光纤牵引导致的光纤支撑管的弯曲的发生。
作为本发明的进一步改进,所述变压器绕组变形检测装置还包括感应光纤预紧调节机构;
所述感应光纤预紧调节机构包括与每个感应光纤对应设置的预紧线缆,预紧线缆与感应光纤平行设置,预紧线缆依次穿过各个光纤固定座;预紧线缆的其中一端通过调节器连接到变压器上盖,调节器包括与变压器上盖固定连接的预紧调节座,在预紧调节座内通过螺纹连接有预紧调节套,预紧线缆的一端穿过预紧调节座和预紧调节套,在预紧线缆的端部设置有限位块,预紧线缆通过限位块与预紧调节套互相固定,调节器还包括与变压器下盖固定连接的线缆固定座,线缆固定座内设置有线缆固定孔,线缆固定座内还通过螺纹连接有压紧螺栓,预紧线缆穿过线缆固定孔并通过压紧螺栓与线缆固定孔内壁固定;
所述感应光纤预紧调节机构还包括固定于浮动连接座端部的第一延伸板,在第一延伸板上设置有供预紧线缆穿过的挤压孔,所述挤压孔的两端均为渐扩结构;
预紧调节机构可以对光纤整体进行一定的预紧,以消除例如变压器工作时的正常热应力带来的变形,或者是光纤受热变形产生的恒定的影响数据;同时也可以对光纤进行一定量的预紧,防止后期机构工作时,变压器的绕组变形无法对放松的光纤带来挤压应力。
作为本发明的进一步改进,所述光纤固定凸起上设置有预紧线缆穿过的过线孔,过线孔内设置有海绵材质的线缆夹持管,预紧线缆穿过线缆夹持管中部;线缆夹持管同样可以降低光纤固定凸起对预紧线缆的剪切应力,提升预紧线缆的寿命。
一种基于光纤应变的变压器绕组变形检测方法,
步骤1:在变压器绕组表面阵列布置连接片,连接片上预制用于嵌入到变压器绕组相邻线匝间隙中的连接凸起,连接片通过套接于变压器绕组外部的束缚环压紧到变压器绕组表面;
步骤2:在变压器上阵列布置若干感应光纤,感应光纤的数量按照连接片的纵向阵列数设置,感应光纤通过阵列布置若干光纤固定凸起的光纤支撑管固定成若干个分段,连接片后端的浮动连接座连接到感应光纤的各个分段上;
步骤3:在感应光纤的一端连接提供光源的光信号发生器,在感应光纤的另一端连接对光纤状态进行检测的光时域反射仪;
步骤4:光时域反射仪可以采集当前光纤各个位置的光衰减;
在出厂状态下,对变压器绕组进行一次测试,获得当时感应光纤各个连接节点、感应光纤与光纤固定凸起固定的节点、感应光纤与浮动连接座节点的位置信息,以及各个感应光纤分段的衰减值,以获得出厂时的标准值;
在使用状态下,定期的对感应光纤进行检测,去除出厂时获得的感应光纤各个连接节点、感应光纤与光纤固定凸起固定的节点、感应光纤与浮动连接座节点的位置信息获得感应光纤各个分段的当前信号衰减值;
在初期多次测量后,以变压器绕组的使用寿命为时间轴,对感应光纤各个分段的信号衰减值进行记录作为数据轴,获得变压器绕组和感应光纤自身状态随时间推移的数据变化典型曲线;
在后期多次测量后,将感应光纤各个分段的信号衰减值进行持续记录,结合数据变化典型曲线筛选出感应光纤分段信号衰减值跳动较大的数据,就可以近似的获得变压器绕组变形的状态数据,以评估该变压器绕组的变形状态。
本发明的有益效果是:
1、本发明设计了一套基于光学的变压器测试***,利用光时域反射仪的解决方案,对同步于绕组布置的光纤的拉伸或者放松时光纤通光量的变化进行检测,进而实现绕组变形情况的获取;相比于现有的基于阻抗曲线检的检测形式,本结构不需要变压器停机,而且基于光学的本结构的也不容易受变压器的高电压、高电磁的的影响,可以在变压器工作的前提下,实时精准的对变压器的绕组情况进行检测。
2、本申请的技术方案采用基于光纤应变检测的光时域反射仪替代现有的阻抗检测仪,利用基于光学的检测设备替代原有的基于电力的检测设备,因为光学检测不会与电力设备之间产生干涉,所以光学检测可以在变压器不停机的前提下实时的对设变压器的绕组状态进行检测,数据准确性更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是变压器的剖面示意图;
图2是光纤支撑管的示意图;
图3是图2的局部放大图;
图4是变压器绕组浮动传递机构的示意图;
图5是光纤夹持块的结构示意图;
图6是实施例2的结构示意图;
图7是图6的局部放大图。
图中:1、变压器上盖;2、变压器下盖;3、中间支撑轴;4、变压器铁芯;5、变压器绕组;6、支撑底座;7、主支撑柱;8、副支撑柱;9、过线开口;10、支撑环;11、连接片;12、浮动连接座;13、连接凸起;14、支撑槽;15、定位间隙;16、束缚环;17、外固定槽;18、辅助支撑轴;19、内支撑筋;20、感应光纤;21、光纤支撑管;22、光纤固定凸起;23、光纤定位孔;24、光纤夹持管;25、光纤顶部连接插头;26、光纤夹持座;27、光纤底部连接插头;28、光纤固定套;29、导热开口;30、注胶槽;31、定位凸起;32、光纤夹持槽;33、光纤夹持块;34、固定凸起;35、光纤夹持孔;36、第二辅助支撑轴;37、第二延伸板;38、弹性套;39、过线孔;40、第一延伸板;41、挤压孔;42、预紧调节座;43、预紧调节套;44、线缆固定座。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1,为一种附加于变压器上的变压器绕组5变形检测装置;为了方便说明,在本实施例中对变压器结构进行了简化,其主要包括变压器上盖1、变压器下盖2以及用于连接变压器上盖1和变压器下盖2的中间支撑轴3,同时在变压器下盖2的底部通过主支撑柱7以及环形阵列布置于主支撑柱7***的副支撑柱8连接有一个支撑底座6,通过支撑底座6使得变压器悬空,方便后面的感应光纤20的安装,在支撑底座6的***设置用于光时域反射仪连接光纤穿入的过线开口9;
在变压器上盖1和变压器下盖2之间还设置有环形的变压器铁芯4,在变压器铁芯4的***以一定宽度的定位间隙15缠绕有变压器绕组5,同时在变压器铁芯4的两端部分别设置有一个支撑环10,通过支撑环10在变压器绕组5外部套接有阻燃材质的膜状的束缚环16,通过束缚环16实现整个变压器绕组5的绝缘隔离。
在变压器绕组5外部还设置有变压器绕组5浮动传递机构,变压器绕组5浮动传递机构包括以横向、纵向阵列密布于变压器绕组5表面的连接片11,连接片11采用陶瓷制成,如图4,连接片11为弧面结构,为了提升结构刚性,降低自重,连接片11上设置有弧形的支撑槽14,支撑槽14与绕组线圈的纵向轴线垂直,各连接片11通过束缚层压紧于变压器绕组5表面;连接片11表面设置有两组轴线为弧形的镶嵌槽,在镶嵌槽内粘合有POM材质制成的连接凸起13,连接凸起13用于嵌入到定位间隙15中;在连接片11的弧形背面上还垂直设置有浮动连接座12,浮动连接座12与连接片11为一体结构,浮动连接座12贯穿束缚层并朝向变压器本体的外部延伸。
在变压器上盖1、变压器下盖2的***还设置有变压器绕组5浮动检测机构,变压器绕组5浮动检测机构包括若干环形阵列布置的绕组线圈应变感应组件,同一纵向阵列的连接片11通过变压器绕组5浮动检测机构互相连接,各个连接片11的浮动通过绕组线圈应变感应组件进行检测;
绕组线圈应变感应组件包括:感应光纤20,感应光纤20的两端部分别通过光纤顶部连接插头25和光纤底部连接插头27固定到变压器上盖1和变压器下盖2上,对应于光纤顶部连接插头25和光纤底部连接插头27的连接位置,在变压器上盖1和变压器下盖2上分别设置有一个供感应光纤20穿过的光纤定位孔23,在光纤定位孔23内设置海绵材质的光纤夹持管24,其中,同一纵向阵列的连接片11的浮动连接座12的末端均阵列固定到同一感应光纤20上;在连接片11的浮动连接座12端部设置有光纤夹持座26,光纤夹持座26内贯穿布置供感应光纤20穿过的通孔,如图4和图5,光纤夹持座26的中部设置有柱形槽状的光纤夹持槽32,光纤夹持槽32内镶嵌有光纤夹持块33,光纤夹持块33的中部设置有光纤夹持孔35,光纤夹持块33通过光纤夹持孔35粘合固定到感应光纤20上,光纤夹持块33的外侧设置有若干用于增加摩擦力的固定凸起34,光纤夹持孔35嵌入到光纤夹持槽32内,固定凸起34与光纤夹持槽32内壁接触;如图2,其中:感应光纤20通过环形阵列布置于变压器上盖1和变压器下盖2之间的光纤支撑管21实现分段,分段数量与同一纵向阵列的连接片11的数量对应,光纤支撑管21包括固定于变压器上盖1的上支撑板以及固定于变压器下盖2的下支撑板,上支撑板与下支撑板之间通过辅助支撑轴18进行固定支撑,通过辅助支撑轴18,如图3,在光纤支撑管21之间阵列布置光纤固定座,光纤固定座中部设置有一个板状的光纤固定凸起3422,光纤固定凸起3422上贯穿设置连接孔,通过连接孔在光纤固定凸起3422上垂直固定光纤固定套28,感应光纤20贯穿光纤固定套28,光纤固定套28两端设置有固定到光纤固定凸起3422两侧面的限位座,限位座用于降低感应光纤20弯折时的局部剪切力,在光纤固定套28两端的限位座上直线阵列布置有若干用于散热的导热开口29,在光纤固定套28的内部设置有凹槽状的注胶槽30,注胶槽30内填充热熔胶,实现感应光纤20的分段固定,感应光纤20的分段中部与光纤夹持座26固定,同时在光纤固定槽的中部设置有阵列布置的定位凸起31,定位凸起31可以在热熔胶粘合感应光纤20之间实现对感应光纤20表面的预固定;
如图1和图2,各个光纤分段通过光纤应变检测组件进行应变检测,光纤应变检测组件包括通过光纤顶部连接插头25连接的光时域反射仪以及通过底部连接插头连接的光信号发生器,连接于各感应光纤20一端部的光信号发生器以及连接于各感应光纤20另一端部的光时域反射仪,光时域反射仪通过接收经感应光纤20传递来的光信号,检测位于各相邻光纤固定座之间各感应光纤20段落的光信号衰减数值。
设备制造时,首先组装变压器本体,并将各个连接片11压紧到变压器的绕组表面,随后在变压器本体的绕组表面覆膜也就是束缚环16,并在对应连接片11的浮动连接座12位置设置开口,使得浮动连接座12可以穿过束缚环16;随后在变压器本体外部的变压器上盖1和变压器下盖2之间布置光纤支撑管21,同时将感应光纤20顶端的光纤顶部连接插头25固定到变压器上盖1,将感应光纤20底端的底部连接插头固定到变压器下盖2上,同时位于光纤顶部连接插头25和光纤底部连接插头27之间的感应光纤20依次穿过各个光纤固定凸起3422和各个光纤夹持座26,并通过热熔胶的粘合实现光纤的分段固定,并使得光纤夹持座26的中部固定到感应光纤20分段的中部;最后,在光纤底部连接插头27上插接光信号发生器,在光纤顶部连接插头25上插接光时域光时域反射仪;
使用时,变压器绕组5会因为电磁力、热应力发生变形,绕组变形时会推动连接片11,使得连接片11浮动,连接片11浮动时会通过浮动连接座12上的光纤夹持座26推动各个感应光纤20分段,使得各个感应光纤20分段受到挤压,感应光纤20分段在受到挤压时会因为拉扯而发生直径的改变和弯折,弯折或者直径的改变都会导致感应光纤20内的折射率、光通率发生改变,这些改变则都可以通过光时域反射仪进行采集;具体使用时,在出厂状态下,对变压器绕组5进行一次测试,获得当时感应光纤20各个连接节点、感应光纤20与光纤固定凸起3422固定的节点、感应光纤20与浮动连接座12节点的位置信息,以及各个感应光纤20分段的衰减值,以获得出厂时的标准值;在使用状态下,定期的对感应光纤20进行检测,去除出厂时获得的感应光纤20各个连接节点、感应光纤20与光纤固定凸起3422固定的节点、感应光纤20与浮动连接座12节点的位置信息获得感应光纤20各个分段的当前信号衰减值;在初期多次测量后,以变压器绕组5的使用寿命为时间轴,对感应光纤20各个分段的信号衰减值进行记录作为数据轴,获得变压器绕组5和感应光纤20自身状态随时间推移的数据变化典型曲线;在后期多次测量后,将感应光纤20各个分段的信号衰减值进行持续记录,结合数据变化典型曲线筛选出感应光纤20分段信号衰减值跳动较大的数据,就可以近似的获得变压器绕组5变形的状态数据,以评估该变压器绕组5的变形状态。
实施例2
如图5和图6,在感应光纤20跨度较大时,需要对感应光纤20在出厂前进行标定,为了实现标定,在实施例1的结构基础上,对现有的光纤支撑管21的上支撑板和下支撑板之间额外的设置第二辅助支撑轴36,第二辅助支撑轴36可以提升整个光纤支撑管21的结构强度,在上支撑板和下支撑板之间设置一组与感应光纤20轴线平行的预紧线缆,其中预紧线缆的一端通过预紧调节座42连接到上支撑板上,在预紧调节座42上通过螺纹连接有一个预紧调节套43,预紧调节套43中部设置一个限位块,预紧线缆端部固定到限位块上,预紧线缆的另一端固定到连接于下支撑板的线缆固定座44上,线缆固定座44内设置有线缆固定孔,线缆固定座44内还通过螺纹连接有压紧螺栓,预紧线缆穿过线缆固定孔并通过压紧螺栓与线缆固定孔内壁固;在浮动连接座12端部的延伸布置有一个第一延伸板40,第一延伸板40上设置有两端均为渐缩结构的挤压孔41,挤压孔41的渐缩孔可以降低预紧线缆弯折时受到的剪切力,预紧线缆依次穿过各个挤压孔41,同时在光纤固定座的端部上还一体连接有第二延伸板37,第二延伸板37固定到辅助支撑轴18和第二辅助支撑轴36上,在第二延伸板37上设置有供预紧线缆穿过的过线孔39,过线孔39内设置有矽胶材质设置的弹性套38,预紧线缆通过弹性套38连接至过线孔39内;通过预紧调节套43相对预紧调节座42的旋转,可以对预紧线缆进行预紧,预紧线缆预紧的同时会通过第一延伸板40推动连接片11,使得出厂时,连接片11可以压紧到变压器绕组5上,如此设置的感应线缆就可以保证与预紧线缆的平行度,防止预紧线缆出厂时因为扭曲而导致数据准确性的降低,此外通过调节预紧线缆的材质也就是自身弹性系数也可以消除因为设备自身抖动带来的对感应光纤20的挤压,使得连接片11在推动感应光纤20之前需要先克服预紧线缆的自身弹性,进而降低设备抖动、昼夜微量温差等等导致的感应光纤20过于敏感,从而提升数据的准确率,其中:预紧线缆采用凯夫拉纤维制成。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种变压器绕组变形检测装置,包括:
变压器本体,变压器本体包括:构成变压器支撑框架的变压器上盖和变压器下盖,变压器上盖和变压器下盖之间通过中间支撑轴同轴固定;
变压器本体还包括:位于变压器上盖和变压器下盖之间的铁芯,铁芯环形布置于变压器上盖和变压器下盖之间,铁芯的环形轴线与中间支撑轴同轴设置;
其中,在铁芯***螺旋缠绕有变压器绕组,变压器绕组的螺旋轴线与中间支撑轴同轴,变压器绕组每匝之间设置有定位间隙;
其特征是:变压器绕组变形检测装置还包括:
变压器绕组浮动传递机构,包括阵列布置于变压器绕组表面的连接片,连接片为弧面结构,连接片通过包覆于变压器绕组的弹性材料支撑的束缚层压紧于变压器绕组表面;连接片表面设置有至少两组轴线为弧形的连接凸起,连接凸起用于嵌入到定位间隙中;
其中,在连接片的弧形背面上还垂直设置有浮动连接座,浮动连接座贯穿束缚层并朝向变压器本体的外部延伸;
以及,变压器绕组浮动检测机构,变压器绕组浮动检测机构包括:
绕组线圈应变感应组件,绕组线圈应变感应组件包括:感应光纤,感应光纤的两端部分别通过插接结构固定到变压器上盖和变压器下盖,其中,同一纵向阵列的连接片的浮动连接座的末端均阵列固定到同一感应光纤上;光纤支撑管,光纤支撑管设置于变压器上盖和变压器下盖之间,感应光纤嵌入于光纤支撑管内,在光缆支撑管上阵列布置有若干光纤固定座,感应光纤贯穿各个光纤固定座并与各光纤固定座互相固定,光纤支撑管的侧壁设置有供浮动连接座***的浮动开口;
以及,光纤应变检测组件,光纤应变检测组件包括连接于各感应光纤一端部的光信号发生器以及连接于各感应光纤另一端部的光时域反射仪,光时域反射仪通过接收经感应光纤传递来的光信号,检测位于各相邻光纤固定座之间各感应光纤段落的光信号衰减数值。
2.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述连接片采用陶瓷材料制成,各连接凸起采用POM材料制成,连接凸起粘合于连接片上。
3.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:浮动连接座的端部设置有光纤夹持座,光纤夹持座内贯穿布置供感应光纤穿过的通孔,光纤夹持座的中部设置有柱形槽状的光纤夹持槽,光纤夹持槽内镶嵌有光纤夹持块,光纤夹持块的中部设置有光纤夹持孔,光纤夹持块通过光纤夹持孔粘合固定到感应光纤上。
4.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:光纤固定座包括垂直固定于光纤支撑管内壁的光纤固定凸起,光纤固定凸起上贯穿设置连接孔,连接孔固定连接有光纤固定套,感应光纤贯穿光纤固定套,光纤固定套两端设置有固定到光纤固定凸起两侧面的限位座。
5.如权利要求4所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述光纤固定套的内壁设置有用于填充热熔胶的环形的填充槽,在填充槽的中部段内壁阵列设置有用于预固定感应光纤的摩擦凸起。
6.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述变压器上盖和变压器下盖的边缘环形阵列设置有若干供感应光纤穿过的光纤定位孔,在光纤定位孔内设置有海绵材质的光纤夹持管,感应光纤穿过光纤夹持管中部。
7.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述光纤支撑管包括上支撑板和下支撑板,上支撑板固定于变压器上盖,下支撑板固定于变压器下盖,上支撑板和下支撑板之间通过辅助支撑轴固定,光纤两端分别穿过上支撑板和下支撑板,辅助支撑轴内镶嵌有铝质的内支撑筋,内支撑筋的两端分别贯穿固定到变压器上盖和变压器下盖之间。
8.如权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述变压器绕组变形检测装置还包括感应光纤预紧调节机构;
所述感应光纤预紧调节机构包括与每个感应光纤对应设置的预紧线缆,预紧线缆与感应光纤平行设置,预紧线缆依次穿过各个光纤固定座;预紧线缆的其中一端通过调节器连接到变压器上盖,调节器包括与变压器上盖固定连接的预紧调节座,在预紧调节座内通过螺纹连接有预紧调节套,预紧线缆的一端穿过预紧调节座和预紧调节套,在预紧线缆的端部设置有限位块,预紧线缆通过限位块与预紧调节套互相固定,调节器还包括与变压器下盖固定连接的线缆固定座,线缆固定座内设置有线缆固定孔,线缆固定座内还通过螺纹连接有压紧螺栓,预紧线缆穿过线缆固定孔并通过压紧螺栓与线缆固定孔内壁固定;
所述感应光纤预紧调节机构还包括固定于浮动连接座端部的第一延伸板,在第一延伸板上设置有供预紧线缆穿过的挤压孔,所述挤压孔的两端均为渐扩结构。
9.如权利要求4所述的一种变压器绕组变形检测装置,其特征是:所述光纤固定凸起上设置有预紧线缆穿过的过线孔,过线孔内设置有海绵材质的线缆夹持管,预紧线缆穿过线缆夹持管中部。
10.一种基于光纤应变的变压器绕组变形检测方法,其特征是:
步骤1:在变压器绕组表面阵列布置连接片,连接片上预制用于嵌入到变压器绕组相邻线匝间隙中的连接凸起,连接片通过套接于变压器绕组外部的束缚环压紧到变压器绕组表面;
步骤2:在变压器上阵列布置若干感应光纤,感应光纤的数量按照连接片的纵向阵列数设置,感应光纤通过阵列布置若干光纤固定凸起的光纤支撑管固定成若干个分段,连接片后端的浮动连接座连接到感应光纤的各个分段上;
步骤3:在感应光纤的一端连接提供光源的光信号发生器,在感应光纤的另一端连接对光纤状态进行检测的光时域反射仪;
步骤4:光时域反射仪可以采集当前光纤各个位置的光衰减;
在出厂状态下,对变压器绕组进行一次测试,获得当时感应光纤各个连接节点、感应光纤与光纤固定凸起固定的节点、感应光纤与浮动连接座节点的位置信息,以及各个感应光纤分段的衰减值,以获得出厂时的标准值;
在使用状态下,定期的对感应光纤进行检测,去除出厂时获得的感应光纤各个连接节点、感应光纤与光纤固定凸起固定的节点、感应光纤与浮动连接座节点的位置信息获得感应光纤各个分段的当前信号衰减值;
在初期多次测量后,以变压器绕组的使用寿命为时间轴,对感应光纤各个分段的信号衰减值进行记录作为数据轴,获得变压器绕组和感应光纤自身状态随时间推移的数据变化典型曲线;
在后期多次测量后,将感应光纤各个分段的信号衰减值进行持续记录,结合数据变化典型曲线筛选出感应光纤分段信号衰减值跳动较大的数据,就可以近似的获得变压器绕组变形的状态数据,以评估该变压器绕组的变形状态。
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