一种变压器绝缘油荧光在线检测装置的制作方法

1.本实用新型属于变压器故障诊断技术领域，涉及一种变压器绝缘油荧光在线检测装置。


背景技术：

2.变压器绝缘油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油电气设备中，起绝缘、冷却、灭弧作用的一类绝缘油品。
3.变压器绝缘油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃、环烷族饱和烃、芳香族不饱和烃和非烃化合物。变压器绝缘油在紫外线或x射线照射下可发出荧光。
4.所谓的荧光是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或x射线)照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。
5.目前电压等级35kv及以上电网中普遍采用油浸式变压器，变压器作为电能生产和配送过程中能量转换的核心，其运行状态直接影响到电力系统的安全可靠运行，因此对变压器运行状态的监控尤为重要。
6.现有技术中对变压器运行状态的监控主要是局部放电试验、油中溶解气体分析(dissolved gas analysis，dga)和绝缘油理化试验等方法。
7.绝缘油理化试验一般包括变压器油的酸值、色谱分析、体积电阻率等方法，其优点是可精确测量绝缘油的理化参数，状态监测精度高。但是其缺点是需要采样及消耗油样品且测量时间较长，无法满足实时在线监控需求。
8.如图3所示，公开日期为2011年5月31日的文献《用于检测变压器局部放电的荧光光纤传感系统研制》(唐炬等，重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室)，公开了一种变压器局部放电检测试验平台，但是局部放电试验存在以下缺点：1)局部放电会导致电气设备出现过热情况，从而对电气设备造成损坏；2)局部放电会产生一系列不的现象和反应，例如化学反应、电脉冲、电磁辐射等，这些不良现象和反应将对周边环境和人民群众的生命健康造成严重危害；3)局部放电极易导致变压器的绝缘层被击穿，从而大大的降低变压器的绝缘性能，最终导致事故发生。
9.油中溶解气体分析(dga)具有不受各种电磁干扰的影响、所得数据可靠性高、技术相对成熟等优点，但dga对于如下几种情况存在不足：1)主变发生放电不产生气体或释放的气体量很少，dga无法进行检测或检测不到低浓度的气体；2)主变发生放电故障，短时间内放电量不断增加，快速释放大量气体，而当前的dga分析手段的单次分析时间需要几个小时，无法做到真正的实时、在线监控，存在监测延迟的问题。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于如何设计一种变压器绝缘油荧光在线检测装置，实时在线
采集变压器绝缘油在不同放电量下的荧光信号，实现变压器故障诊断分析。
11.一种变压器绝缘油荧光在线检测装置，包括嵌入式信号处理板(1)、rgb三色探测器(2)、发光装置(3)、入射光纤(6)、出射光纤(7)、光学窗片(8)、油检测室(10)；所述的rgb三色探测器(2)、发光装置(3)分别通过电缆与嵌入式信号处理板(1)连接；所述的油检测室(10)用于存储变压器绝缘油，油检测室(10)的侧面开设有窗口，窗口内密封安装光学窗片(8)；所述的入射光纤(6)的一端与发光装置(3)的输出端连接，入射光纤(6)的另一端与光学窗片(8)连接；所述的出射光纤(7)的一端与光学窗片(8)连接，出射光纤(7)的另一端与rgb三色探测器(2)的输入端连接。
12.本发的装置通过嵌入式信号处理板(1)发出指令控制发光装置(3)发出激光，激光通过入射光纤(6)照射在光学窗片(8)上，再照射到油检测室(10)内的变压器绝缘油上，从而使变压器绝缘油产生荧光信号；荧光信号通过出射光纤(7)传送到rgb三色探测器(2)中，rgb三色探测器(2)将采集到的荧光信号转换为电信号送入嵌入式信号处理板(1)进行数据处理；与现有变压器故障诊断技术相比，本实用新型的变压器绝缘油荧光检测装置可实时在线获取绝缘油荧光信号，依据荧光信号诊断变压器状态，无损检测的同时具备高检测灵敏度和无接触采样的优点，弥补了理化试验技术需要消耗油样品且测量时间较长、局部放电试验技术存在安全隐患以及油中溶解气体分析技术存在监测延迟的不足，且设备成本较低，可提升变压器故障诊断实际应用效果。
13.作为本实用新型技术方案的进一步改进，还包括：抽油泵(11)；所述的抽油泵(11)的控制端通过电缆与嵌入式信号处理板(1)连接，所述的油检测室(10)、抽油泵(11)以及变压器绝缘油箱通过油路管道串联形成循环油路。
14.作为本实用新型技术方案的进一步改进，还包括：装置外壳(5)，所述的嵌入式信号处理板(1)、rgb三色探测器(2)、发光装置(3)、入射光纤(6)、出射光纤(7)、光学窗片(8)、油检测室(10)、抽油泵(11)均安装于装置外壳(5)内部。
15.作为本实用新型技术方案的进一步改进，还包括：进油口(12)、出油口(13)；所述的装置外壳(5)的一端上部开设有进油口(12)，与进油口(12)对应的装置外壳(5)的下部开设有出油口(13)，所述的进油口(12)、出油口(13)分别通过油路管道与变压器绝缘油箱密封连接；
16.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的油检测室(10)的上端口通过油路管道与进油口(12)密封连接，油检测室(10)的下端口通过油路管道与抽油泵(11)的输入端密封连接，抽油泵(11)的输出端与出油口(13)密封连接。
17.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的抽油泵(11)的上端口通过油路管道与进油口(12)密封连接，抽油泵(11)的下端口通过油路管道与油检测室(10)的输入端密封连接，油检测室(10)的输出端与出油口(13)密封连接。
18.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的发光装置(3)包括紫外发光二极管(4)以及球镜(9)，所述的紫外发光二极管(4)通过电缆与嵌入式信号处理板(1)连接，所述的入射光纤(6)的一端与球镜(9)连接，所述的紫外发光二极管(4)发出的光通过球镜(9)聚焦输入到入射光纤(6)。
19.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的rgb三色探测器(2)的型号为：松下色标传感器lx
‑
101。
20.本实用新型的优点在于：
21.(1)本发的装置通过嵌入式信号处理板(1)发出指令控制发光装置(3)发出激光，激光通过入射光纤(6)照射在光学窗片(8)上，再照射到油检测室(10)内的变压器绝缘油上，从而使变压器绝缘油产生荧光信号；荧光信号通过出射光纤(7)传送到rgb三色探测器(2)中，rgb三色探测器(2)将采集到的荧光信号转换为电信号送入嵌入式信号处理板(1)进行数据处理；与现有变压器故障诊断技术相比，本实用新型的变压器绝缘油荧光检测装置可实时在线获取绝缘油荧光信号，依据荧光信号诊断变压器状态，无损检测的同时具备高检测灵敏度和无接触采样的优点，弥补了理化试验技术需要消耗油样品且测量时间较长、局部放电试验技术存在安全隐患以及油中溶解气体分析技术存在监测延迟的不足，且设备成本较低，可提升变压器故障诊断实际应用效果。
22.(2)检测过程中变压器绝缘油通过抽油泵(11)从变压器绝缘油箱内中循环抽出与泵入，检测后的变压器绝缘油重新泵入变压器绝缘油箱，实现了无损耗检测，避免了资源的浪费。
23.(3)所述的rgb三色探测器2的型号为松下色标传感器lx
‑
101，该型号的rgb三色探测器具有高精度色标颜色辨别功能，可以实现分辨率达1/4000的高精度判断，适用于高速检测。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例一的变压器绝缘油荧光在线检测装置的结构图；
25.图2是变压器绝缘油荧光在线检测装置与变压器绝缘油箱的连接示意图；
26.图3是现有技术的变压器局部放电检测试验平台结构图。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.下面结合说明书附图以及具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述：
29.实施例一
30.如图1和图2所示一种变压器绝缘油荧光在线检测装置，包括：嵌入式信号处理板1、rgb三色探测器2、发光装置3、装置外壳5、入射光纤6、出射光纤7、光学窗片8、油检测室10、抽油泵11、进油口12、出油口13。
31.所述的嵌入式信号处理板1、rgb三色探测器2、发光装置3、入射光纤6、出射光纤7、光学窗片8、油检测室10、抽油泵11均安装在于装置外壳5的内部。
32.所述的装置外壳5的一端上部开设有进油口12，与进油口12对应的装置外壳5的下部开设有出油口13，所述的进油口12、出油口13分别通过油路管道与变压器绝缘油箱密封连接。
33.所述的油检测室10的上端口通过油路管道与进油口12密封连接，油检测室10的下
端口通过油路管道与抽油泵11的输入端密封连接，抽油泵11的输出端与出油口13密封连接；所述的油检测室10的右侧面开设有窗口，窗口内密封安装光学窗片8。
34.所述的发光装置3包括紫外发光二极管4以及球镜9，所述的rgb三色探测器2、紫外发光二极管4以及抽油泵11的控制端分别通过电缆与嵌入式信号处理板1连接；所述的入射光纤6的一端与球镜9连接，所述的紫外发光二极管4发出的光通过球镜(9)聚焦输入到入射光纤6，入射光纤6的另一端与光学窗片8连接；所述的出射光纤7的一端与光学窗片8连接，出射光纤7的另一端与rgb三色探测器2的输入端连接。
35.所述的rgb三色探测器2的型号为：松下色标传感器lx
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101，该型号的rgb三色探测器具有高精度色标颜色辨别功能，可以实现分辨率达1/4000的高精度判断，适用于高速检测。
36.实施例二
37.与实施例一不同的是：所述的抽油泵11的上端口通过油路管道与进油口12密封连接，抽油泵11的下端口通过油路管道与油检测室10的输入端密封连接，油检测室10的输出端与出油口13密封连接。
38.实施例三
39.装置的工作原理：
40.(1)嵌入式信号处理板1发出指令，控制抽油泵11启动，抽油泵11将变压器绝缘油箱内的绝缘油抽入油检测室10内，检测过程中变压器绝缘油通过抽油泵11从变压器油箱内中循环抽出与泵入。
41.(2)嵌入式信号处理板1发出指令，控制发光装置3内的紫外发光二极管4发出激光，激光通过球镜9出射，再通过入射光纤6照射在光学窗片8上，从而照射到油检测室10内的变压器绝缘油上，从而使变压器绝缘油产生荧光信号。
42.(3)荧光信号通过出射光纤7传送到rgb三色探测器2中，rgb三色探测器2将采集到的荧光信号转换为电信号送入嵌入式信号处理板1进行数据处理。
43.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。