油浸变压器光纤测温探头固定装置的制作方法

本发明涉及油浸式变压器光纤测温设备领域，特别是涉及一种油浸变压器光纤测温探头固定装置。

背景技术：

电力变压器作为现代电力系统的核心设备之一，变压器的内部温度，尤其是绕组热点温度与变压器的绝缘性能及老化寿命有直接的关系；同时，绕组热点温度过高，会对并与电力系统的安全运行造成危险，而温度过低，变压器负载能力又无法得到充分利用，从而降低了变压器经济效应。因此，对变压器绕组进行温度监测，对保障变压器安全可靠、经济运行和延长使用寿命等具有重要的意义。

随着光纤技术的发展和智能电网的大力推进，结合光纤测温可直接通过放在绕组中的传感探头实现真实、准确测量热点温度，为用户提供直接动态的测量，具有直接、实时、准确等优点，光纤测温技术已经逐渐被电力变压器行业所接受。

但是针对大型高电压等级的油浸式变压器，由于变压器本身价格昂贵、电压等级高，加之绕组部分处于高电势处，所以光纤测温探头的固定既要不能对变压器产生影响，同时也需要具有较高的稳定性，避免重复安装的繁琐和对变压器的损害。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种油浸变压器光纤测温探头固定装置，为了保证光纤探头在绝缘垫块上固定时不产生空气因素而对变压器产生影响，同时提高光纤测温的长期稳定性而进行的设计。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供、一种油浸变压器光纤测温探头固定装置，所述装置包括设置在变压器线圈之间的绝缘垫块，所述绝缘垫块上设置有与光纤测温探头组件适配的条状卡槽孔，所述条状卡槽孔上设置有大于两侧孔直径的限位圆孔；

所述光纤测温探头组件包括传输光纤和连接在所述传输光纤端部的光纤感温探头，所述传输光纤和所述光纤感温探头依次卡设在所述条状卡槽孔内，其中，所述传输光纤穿过所述限位圆孔，所述传输光纤对应所述限位圆孔的部分设置有与所述限位圆孔适配的限位凸部，所述限位凸部配合所述限位圆孔限制所述光纤测温探头组件的轴向移动。

进一步地，所述传输光纤包括石英光纤芯以及套设在石英光纤芯外侧的光纤保护组件。

进一步地，所述传输光纤包括相互连接的外光纤段和固定光纤段，所述外光纤段、固定光纤段均包括石英光纤芯以及套设在所述石英光纤芯外侧的第一PTFE光纤保护套管，所述外光纤段的第一PTFE光纤保护套管外侧还套设有第二PTFE光纤保护套管，所述固定光纤段的第一PTFE光纤保护套管与所述第二PTFE光纤保护套管边缘紧邻的位置设置有凯夫拉丝球，所述凯夫拉丝球设置在所述限位圆孔内并与所述限位圆孔适配。

进一步地，所述外光纤段的第一PTFE光纤保护套管和第二PTFE光纤保护套管之间设置有凯夫拉丝加强材料。

进一步地，第一PTFE光纤保护套管的外径为1.0mm-1.2mm，所述第二PTFE光纤保护套管的外径为2.2mm-2.4mm。

进一步地，所述第二PTFE光纤保护套管上间距设置有若干油孔。

进一步地，相邻所述油孔间的间距为3-5cm

进一步地，所述光纤感温探头包括一端密封的石英玻璃管，所述石英玻璃管内部设置有测温材料，所述石英光纤芯伸入所述石英玻璃管内与所述测温材料接触，且所述传输石英光纤芯与所述石英玻璃管的开口端连接密封。

进一步地，所述石英玻璃管的密封端采用石英光纤密封。

进一步地，所述固定光纤段通过裸光纤与所述光纤感温探头连接，所述固定光纤段的长度为5mm，所述裸光纤的长度为5mm。

(三)有益效果

本发明提供的油浸变压器光纤测温探头固定装置，通过在油浸式变压器绝缘垫块上开设条状卡槽孔，并将光纤测温探头组件全部卡设在条状卡槽孔内，从而将光纤测温探头组件限制在卡槽孔内；进一步通过限位圆孔与传输光纤上的限位凸部配合，限制光纤测温探头组件的轴向移动；如此整个光纤测温探头组件与绝缘垫块机械配合固定，整个固定部分无任何胶水，不产生任何气泡，从而使光纤与绝缘垫块牢固的固定在一起，避免光纤探头脱落的问题，保证了光纤探头能够在油浸式变压器内部进行长时间的安全检测。

附图说明

图1本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例光纤测温探头组件的结构示意图；

图3为本发明实施例绝缘垫块开孔结构示意图；

图4是本发明实施例光纤感温探头结构示意图。

图中，1:绝缘垫块，11：限位圆孔，12：条状卡槽孔；

2:光纤测温探头组件，21：外光纤段，22：固定光纤段；23：裸光纤，24：光纤感温探头，241：石英玻璃管，242：石英光纤，243：测温材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例油浸变压器光纤测温探头固定装置，所述装置包括设置在变压器线圈之间的绝缘垫块1，所述绝缘垫块1上设置有与光纤测温探头组件2适配的条状卡槽孔12，所述条状卡槽孔12上设置有大于卡槽孔12直径的限位圆孔11；所述光纤测温探头组件2包括传输光纤和连接在所述传输光纤端部的光纤感温探头24，所述传输光纤和所述光纤感温探头24依次卡在所述条状卡槽孔12内，其中，所述传输光纤穿过所述限位圆孔11，所述传输光纤对应所述限位圆孔11的部分设置有与所述限位圆孔适配的限位凸部，所述限位凸部配合所述限位圆孔限制所述光纤测温探头组件的轴向移动。

如图1、2所示，作为本发明的一种实施例，所述传输光纤包括相互连接的外光纤段21和固定光纤段22。所述外光纤段21、固定光纤段22均包括石英光纤芯以及套设在所述石英光纤芯外侧的第一PTFE光纤保护套管，所述外光纤段的第一PTFE光纤保护套管外侧还套设有第二PTFE光纤保护套管，所述固定光纤段22的第一PTFE光纤保护套管与所述第二PTFE光纤保护套管边缘紧邻的位置设置有凯夫拉丝球3，所述凯夫拉丝球3设置在所述限位圆孔11内并与所述限位圆孔11适配。

光纤测温探头组件2通过凯夫拉丝缠绕，在两层套管之间形成球体，可固定光纤测温探头组件2的位置，防止光纤受到轴向拉力而脱落。

作为一种优选实现方式，固定光纤段22通过一段裸光纤23与光纤感温探头24连接。这样靠近光纤感温探头24的固定光纤段通过凯夫拉丝缠绕，在两层套管之间形成球体成为限位凸部，与绝缘垫块中间的限位圆孔11紧密配合可固定光纤感温探头24，更好地防止光纤感温探头24受到轴向拉力而脱落。

第一PTFE光纤保护套管和第二PTFE光纤保护套管材料相同，直径不同，一般优选第一PTFE光纤保护套管的外径为1.0mm-1.2mm，所述第二PTFE光纤保护套管的外径为2.2mm-2.4mm。光纤保护套管的厚度不易过厚，太厚的套管在光纤弯折过程中容易出现折损。

第一PTFE光纤保护套管和第二PTFE光纤保护套管本身具有永久的耐油，耐高温、高压的特性，且光纤套管强度高、容易加工；凯夫拉丝纤维具有高强度、高耐磨、高耐压性、永久的耐酸碱和有机溶液的侵蚀；形成的限位凸部可以在变压器油内稳定存在。同时可以在外层套管制作卡插，卡插可以使光纤与绝缘垫块的条状卡槽孔之间紧密配合。

作为一种可选实施例，所述外光纤段的第一PTFE光纤保护套管和第二PTFE光纤保护套管之间设置有凯夫拉丝加强材料。高强度的PTFE光纤保护套管和凯夫拉丝加强材料，使外光纤段在安装和变压器运行震动中能受到很好的抗拉和抗压保护。

作为一种可选实施例，在第二PTFE光纤保护套管上间距设置有若干油孔，第二PTFE光纤保护套管上的相邻油孔间距为3-5cm，作为一种可选方式，本实施例第二PTFE光纤保护套管上每间隔3左右设置一个细小的油孔。在变压器浸油时，变压器油能通过油孔浸入到光纤内部，整根光缆内部无空气，使光缆与变压器油融为一体，降低了变压器运行时，高电压下因空气因素带来的影响。

作为一种可选实施例，所述光纤感温探头24包括一端密封的石英玻璃管241，所述石英玻璃管241内部设置有测温材料243，所述裸光纤23伸入所述石英玻璃管241内与所述测温材料243接触，且所述裸光纤23与石英玻璃管241的开口端连接密封。作为一种实现方式，所述石英玻璃管的密封端采用石英光纤242密封。这样的结构，方便光纤感温探头各部分的安装，具体而讲：首先使用CO₂激光熔接机焊接石英玻璃管241和裸光纤23，放入测温材料243后，再将石英玻璃管241用石英光纤242进行焊接；裸光纤23与石英玻璃管241直接通过激光熔接机进行一体焊接，使石英玻璃管241永久的与传输光纤进行固定，光纤感温探头将是一个全密封性的整体，这样测温材料243全密封在裸光纤23与石英光纤242保护的内部，探头的测温部分与油完全隔离，并能耐受高温、高压，可使探头在变压器寿命范围内高效测温。

本实施例的测温材料243属于荧光物质材料，材料本身强绝缘、耐高温，荧光材料受绿光激发，材料余辉时间与温度成比例关系，推算出测量温度。测温材料243寿命可高达几十年，长寿命保证测温的稳定性。

为了保证光纤感温探头24的稳定固定，所述固定光纤段22的长度和裸光纤23的长度不易过长，本实施例给出的固定光纤22的长度以及裸光纤23的伸出长度均为5mm。

本实施例油浸变压器光纤测温探头固定装置，绝缘垫块1选用油浸式变压器常用的线圈缝隙之间的垫块材料，绝缘垫块的开孔尺寸根据光纤套管的外形进行定制条状卡槽孔12，绝缘垫块上预留限位圆孔11，方便了光纤测温探头组件2的固定；解决了光纤探头与绝缘垫块之间的固定问题，防止光纤测温探头组件2受到轴向拉力而脱落，同时保证变压器性能不受光纤安装的影响，保障变压器长时间安全可靠运行；整个结构不仅未影响光纤测温探头的信号传输，而且保证光纤测温探头组件与绝缘垫块1之间安装，防止光纤探头脱落；光纤测温探头组件2与绝缘垫块1之间的固定，是机械式配合固定，未引入其它任何对变压器性能造成影响的因素，保证光纤正常准确的测量到绕组温度，提高油浸式变压器的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。