一种变压器用呼吸器及呼吸器内的硅胶再生方法与流程

本发明涉及一种变压器用呼吸器及呼吸器内的硅胶再生方法，属于变压器技术领域。

背景技术

变压器是电力系统中非常重要的电气设备，在运行中随着温度和负荷的变化，变压器内部油位将升高或降低，储油柜作为变压器的安全附属配件，采用全封闭结构，在油面的升高或降低时使变压器内部保持常压状态，为防止储油柜内的变压器油或胶囊密封上部空气与大气直接接触，减慢变压器油的劣化速度及防止空气对绝缘油的污染，储油柜内的空气经过呼吸器与外界空气相连通，如果对空气中的水分滤除不彻底，极易造成油枕胶囊内水分的聚集，一旦胶囊出现破损将给变压器造成严重的影响，常规变压器呼吸器是通过定期观察硅胶的变色是否达到规程要求变色到2/3来判断硅胶是否失效从而进行更换，存在以下问题：

1）变色硅胶含有有毒化学成分，目前部分单位对废弃的变色硅胶没有统一集中处理，存在很大的环境污染隐患。

2）油封杯通过底部集油盒阻止灰尘进入，但需定期进行清洗，如清洗不彻底将堵塞呼吸通道，导致变压器运行故障；硅胶未进行定期更换可能导致硅胶吸水过饱和最终破裂，破裂的粉末肯能会导致呼吸器孔被堵塞住，存在安全隐患；

3）硅胶更换质量受人员技能影响较大，硅胶更换判据依托的是人为判断，判断标准与运维人员技能有关，硅胶更换同样过程复杂，需在天气状况良好，空气湿度小的情况下进行，更换前确定该呼吸器的大小、型号以及上次更换硅胶时间，计算时间间隔，初步判断受潮原因；工作前准备好变色硅胶、橡皮密封圈垫、变压器油、同型号呼吸器及施工工具；工作前开好工作票，向调度部门申请短时停用变压器重瓦斯保护，防止更换过程中气流（油流）涌动造成重瓦斯保护动作；对油封杯进行清洗和换油，凡是受过力的密封圈都需要更换。整套更换质量与运维人员操作技能密切有关，现有的呼吸器多为拆卸式有机玻璃容积硅胶罐和非拆卸式的硅胶罐，其中拆卸式的呼吸器在更换硅胶的过程中需要运行人员对更换流程及螺丝的紧松程度要求比较高，否则极易造成有机玻璃的损伤，整个更换过程耗费时间比较长，当更换的次数较多时还会导致呼吸器部件连接处密封不良，使湿气未经硅胶过滤，直接进入变压器油枕中，可能造成变压器油受潮；非拆卸式的呼吸器虽然能避免拆卸式呼吸器的不利因素，但在更换硅胶的过程中，由于倒入硅胶的罐口比较小，造成硅胶洒落，污染环境。

4）随着电力的需求逐年增大，更加大型的变压器将投入使用，与此同时更大型的变压器就会使用更加大型的呼吸器（干燥剂的重量与变压器的油量为正相关）。如果使用更笨重的呼吸器，更换也将会更加麻烦；如果呼吸器大小不改变那么也必将成倍的增加更换硅胶的次数；

5）由于部分变压器硅胶罐安装过高，更换硅胶需要进行停电维护，也必将增加停电次数，最终也会减少变压器的寿命。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种变压器用呼吸器，能够在保证不破坏呼吸功能的前提下实现在线对呼吸器进行维护。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

一种变压器用呼吸器，包括玻璃硅胶罐，所述玻璃硅胶罐的上端固定设置有用于连接油枕的连接法兰，且下端固定设有下连接件，所述下连接件的下端固定连接有油封杯；所述玻璃硅胶罐内竖直固定穿设有一空心的金属杆，所述金属杆上开设有复数个通孔，且所述金属杆的外壁上均匀固定设置有复数个电加热片；一空心的连接杆自所述下连接件外侧壁穿入所述下连接件中心，并与所述金属杆连通；所述玻璃硅胶罐内还设有用于感应温度和湿度的温湿度传感器，所述玻璃硅胶罐外端设有一控制器，各所述电加热片和所述温湿度传感器均与所述控制器电连接，所述控制器接收所述温湿度传感器的数据并发送至远程上位机，并发出信号控制各所述电加热片。

进一步的，所述玻璃硅胶罐的顶部的通气孔处设置有物理冷凝片。

进一步的，所述金属杆的外壁上还固定设置有倒伞型冷凝水接收板，所述倒伞型冷凝水接收板位于所述物料冷凝片的下方且位于所述电加热片的上方。

进一步的，所述连接杆内设置有防止外界气体进入的单向阀。

进一步的，所述控制器内还设有一无线模块，用于连接移动电子设备。

进一步的，所述玻璃硅胶罐的侧面为透明玻璃，且内表面设置有变色硅胶吸湿材料。

进一步的，所述电加热片由金属管绕制而成，所述金属管内设置有电热丝，所述电热丝通过导线连接所述控制器。

进一步的，所述连接法兰的上端固定设置有密封垫。

技术方案二：

一种呼吸器内的硅胶再生方法，所述呼吸器采用上述技术方案一中的呼吸器；包括以下步骤：

步骤一：将连接杆与一风泵连通；温湿度传感器实时发送玻璃硅胶罐内湿度数据至控制器，当湿度超过设定湿度最高阈值时，启动硅胶再生系统，控制器控制各电加热片启动，同时开启风泵；

步骤二：风泵通过连接杆以及金属杆上的通孔吸走硅胶在加热过程产生的水汽，没被吸走的水汽上升到玻璃硅胶罐顶层时会遇物理冷凝片冷凝成水，滴落在倒伞型冷凝水接收板上，冷凝水通过倒伞型冷凝水接收板流至金属杆并通过通孔流出；

步骤三：当温湿度传感器感应到玻璃硅胶罐内温度超过设定最高阈值时，控制器关闭各电加热片，当温度低于设定最低阈值时，再开启各电加热片，保证玻璃硅胶罐内的加热温度；

步骤四：当温湿度传感器感应到玻璃硅胶罐内湿度低于设定最低阈值时，关闭硅胶再生系统，控制器关闭各电加热片，关闭风泵。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过加热再生硅胶，在不影响变压器的正常呼吸的前提下，省去了呼吸器的拆装工序，减少了人为失误，实现判断、控制、加热、气体交换全过程自动完成，减少了运维人员的工作量，提高劳动生产力。

2、通过空心带通孔的金属杆代替原有的固定杆，可以通过连接杆抽取加热过程中产生的水汽；通过物理冷凝片将未抽取的水汽冷凝成水并通过通孔排出，形成防止湿气的第二道防线。

3、通过控制器和温湿度传感器实现程序化、规范化、标准化的控制流程，控制加热启动时间、加热温度控制、风道抽取，实现呼吸器吸湿硅胶就地加热控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面图。

图中附图标记表示为：

1、玻璃硅胶罐；11、连接法兰；12、下连接件；13、油封杯；14、金属杆；141、通孔；15、物理冷凝片；16、倒伞型冷凝水接收板；2、控制器；20、温湿度传感器；21、电加热片；3、连接杆；31、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例一：

参见图1与图2，一种变压器用呼吸器，包括玻璃硅胶罐1，所述玻璃硅胶罐1的上端固定设置有用于连接油枕的连接法兰11，且下端固定设有下连接件12，所述下连接件12的下端固定连接有油封杯13；所述玻璃硅胶罐1内竖直固定穿设有一空心的金属杆14，所述金属杆14上开设有复数个通孔141，且所述金属杆14的外壁上均匀固定设置有复数个电加热片21；一空心的连接杆3自所述下连接件12外侧壁穿入所述下连接件12中心，并与所述金属杆14连通；所述玻璃硅胶罐1内还设有用于感应温度和湿度的温湿度传感器20，所述玻璃硅胶罐1外端设有一控制器2，各所述电加热片21和所述温湿度传感器20均与所述控制器2电连接，所述控制器2接收所述温湿度传感器20的数据并发送至远程上位机，并发出信号控制各所述电加热片21。

进一步的，所述玻璃硅胶罐1的顶部的通气孔处设置有物理冷凝片15，物理冷凝片15冷凝加热产生的水汽，防止水汽进入变压器内部。

进一步的，所述金属杆14的外壁上还固定设置有倒伞型冷凝水接收板16，所述倒伞型冷凝水接收板16位于所述物料冷凝片的下方且位于所述电加热片21的上方，倒伞型冷凝水接收板16用于接收冷凝水，并将冷凝水导入通孔141排出。

进一步的，所述连接杆3内设置有防止外界气体进入的单向阀31。

进一步的，所述控制器2内还设有一无线模块，用于连接移动电子设备，通过无线模块，运维人员可以实现远程监视与控制。

进一步的，所述玻璃硅胶罐1的侧面为透明玻璃，且内表面设置有变色硅胶吸湿材料，变色硅胶原理是利用二氯化钴(cocl2)所含结晶水数量不同而有几种不同颜色做成，二氯化钴含六个分子结晶水时，呈粉红色;含有两个分子结晶水时呈紫红色;不含结晶水时呈蓝色。

进一步的，所述电加热片21由金属管绕制而成，所述金属管内设置有电热丝，所述电热丝通过导线连接所述控制器2。

进一步的，所述连接法兰11的上端固定设置有密封垫17。

本实施例中，所述控制器2采用stc12c5a60s2单片机，该单片机是由ｓｔｃ公司生产的，相对于普通51单片机其速度更高、功耗更低且抗干扰能力更强；温湿度传感器20采用dth11温湿度传感器，dth11溫湿度传感器是一款已校准的并以数字信号形式输出的温湿度复合传感器，因此不需要校准和标定，也无需外设ａ／ｄ转换电路；无线模块采用esp8266无线wifi模块，esp8266无线wifi模块通过ap模式与运维人员的手机形成互联，实现对设备的远程监视与控制。

实施例二：

一种呼吸器内的硅胶再生方法，所述呼吸器采用上述技术方案一中的呼吸器；包括以下步骤：

步骤一：将连接杆3与一风泵连通；温湿度传感器20实时发送玻璃硅胶罐1内湿度数据至控制器2，当湿度超过设定湿度最高阈值时，启动硅胶再生系统，控制器2控制各电加热片21启动，同时开启风泵；

步骤二：风泵通过连接杆3以及金属杆14上的通孔141吸走硅胶在加热过程产生的水汽，没被吸走的水汽上升到玻璃硅胶罐1顶层时会遇物理冷凝片15冷凝成水，滴落在倒伞型冷凝水接收板16上，冷凝水通过倒伞型冷凝水接收板16流至金属杆14并通过通孔141流出；

步骤三：当温湿度传感器20感应到玻璃硅胶罐1内温度超过设定最高阈值时，控制器2关闭各电加热片21，当温度低于设定最低阈值时，再开启各电加热片21，保证玻璃硅胶罐1内的加热温度；

步骤四：当温湿度传感器20感应到玻璃硅胶罐1内湿度低于设定最低阈值时，关闭硅胶再生系统，控制器2关闭各电加热片21，关闭风泵。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。