可实现远程故障监控的变压器安全系统的制作方法

1.本发明涉及变压器安全监控设备领域，更具体地说，涉及一种可实现远程故障监控的变压器安全系统。


背景技术：

2.变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。我国在网运行的变压器约1700万台，总容量约110亿千伏安。变压器损耗约占输配电电力损耗的40％，具有较大节能潜力，为加快高效节能变压器推广应用，提升能源资源利用效率，推动绿色低碳和高质量发展。
3.变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器等。
4.其中对于油浸式变压器内部通过变压器油对变压器内部设备进行浸泡式冷却，但是由于变压器油有燃烧的可能，一般都配合散热装置，对于变压器的运行温度有着较高要求，目前常规的方法是采用人工巡检的方式进行排查，排查变压器易产生高温故障的区域，或通过定点热传感器的方法进行远程监控。
5.但是上述方法均存在检测不完整的问题，并且对于变压器本体安装热敏传感器的空间有限，无法做到无死角检测，而且现有的检测监控设备大多不具备有紧急处理高温故障的能力，故障信息发出后，随着故障时间增加，设备损坏的概率快速上升，常规的散热装置以及无法及时散去高温故障产生的多余热量，安全隐患较大，因此我们提出一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，用以解决该类问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可实现远程故障监控的变压器安全系统。
7.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。
8.一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，包括底座，所述底座的顶部固定连接有变压器本体，所述变压器本体顶部的左侧安装有常规散热组件，所述底座的顶部转动连接有圆环，所述圆环的顶部固定连接有两个红外热成像摄像头，所述底座的顶部安装有驱动机构，所述底座的顶部安装有紧急辅助机构，所述紧急辅助机构与常规散热组件相配合，所述底座的顶部固定连接有控制器，所述控制器的内部集成有g网络模块。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述驱动机构包括伺服电机、齿轮盘和齿环，所述伺服电机的通过安装架固定连接至底座上，所述伺服电机的输出端通过联轴器与齿轮盘固定连接，所述齿环的内部与圆环的外侧固定连接，所述齿轮盘与齿环相对的一侧相啮合。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述常规散热组件包括油泵、吸油头、输出管、冷却筒和回流管，所述油泵的底部通过连接板固定安装至变压器本体的左侧，所述冷却筒
的外侧通过安装架固定连接至变压器本体的左侧，所述油泵的输出端通过输出管与冷却筒固定连接，所述吸油头的外侧固定连接至变压器本体的内部，所述吸油头的顶端贯穿并固定连接至变压器本体的外侧，所述吸油头的顶端与油泵的输入端固定连接，所述冷却筒的正面与回流管固定连接，所述回流管的另一端贯穿并固定连接至变压器本体的内部。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述吸油头为矩形空心板，所述吸油头的底部开设有均匀分布的通孔，所述通孔与吸油头内部的空心部相连通。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述冷却筒的包括散热外壳、导热块、第一连接头和第二连接头，所述散热外壳通过安装架与变压器本体固定连接，所述导热块的外侧固定连接至散热外壳的内部，所述导热块的内部开设有均匀分布的通油道，所述输出管的顶端贯穿并固定连接至散热外壳的内部，所述输出管的顶端与第一连接头的一端固定连接，所述第一连接头的另一端与导热块的背面固定连接，所述导热块正面的一端与第二连接头固定连接，所述回流管的顶端贯穿并固定连接至散热外壳的内部，所述回流管位于散热外壳内部的一端与第二连接头的正面一端固定连接，并且所述通油道位于第一连接头和第二连接头之间的内部，所述导热块的内部开设有环形分布的通水道，所述通水道位于通油道的外侧，并且所述通水道位于第一连接头和第二连接头之间的外侧。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述紧急辅助机构包括水箱、水泵、输水管、出水管、散热管和回水管，所述水箱的底部与底座固定连接，所述水泵的底部与水箱固定连接，所述水泵的输入端通过管道与水箱的内部相连通，所述水泵的输出端与输水管固定连接，所述输水管的另一端贯穿并固定连接至散热外壳的内部，所述出水管的一端贯穿并固定连接至散热外壳的内部，所述出水管的另一端与散热管固定连接，所述散热管的底部与底座固定连接，所述散热管的另一端与回水管固定连接，所述回水管的另一端贯穿并固定连接至水箱的内部。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述散热管矩形长条状，所述散热管的顶部固定连接有等距离排列的散热片。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述散热管的相对底座垂直高度低于出水管，所述散热管的相对底座垂直高度高于回水管，所述回水管相对与底座平行设置，并且所述回水管的相对与底座水平高度高于水箱，所述输水管与散热外壳的连接处与出水管与散热外壳的连接处均固定安装有第一电磁阀。
16.作为上述技术方案的进一步描述：所述散热外壳顶部固定连接有第一通管和第二通管，所述第一通管和第二通管的外侧均固定安装有第二电磁阀，所述第一通管的顶端固定连接有排风扇，所述排风扇的输出端通过管道与外部安全排放区域连通，所述第二通管的顶部设置有防尘网。
17.作为上述技术方案的进一步描述：所述水箱的顶部固定连接有外接管，所述外接管的外侧安装有第三电磁阀，所述外接管的另一端与外部的安全排放区域连通。
18.相比于现有技术，本发明的优点在于：
19.本方案通过底座对装置进行支撑固定，变压器本体运行时，启动驱动机构带动圆环在底座上转动，圆环带动两个红外热成像摄像头围绕变压器本体公转，对变压器本体进行三百六十度持续测温拍摄，并且拍摄的图片通过控制器使用5g网络传输至监控室内进行储存分析，以形成变压器的持续不间断运行温度数据，以判断变压器本体的运行状态，并且
启动常规散热组件对变压器油进行正常散热，并且当变压器本体上出现高温故障区域时，此区域两个红外热成像摄像头的成像图片上就会凸显，并通过双机位可以更加精确的定位故障点，此时控制器将红外热成像摄像头拍摄的信息和图片传输至控制室，并且控制器则同步发送启用紧急辅助机构以控制变压器本体温度的指令请求，若控制室回复指令则按照指令操作即可，若控制室在设定时间内未回复指令，超过设定时间后控制器将自动启动紧急辅助机构进行辅助降温，以保持变压器本体稳定运行至检修人员赶到，从而实现了装置具备三百六十度无死角检测，并实时回传检测信息，同时具备自主化应急处理辅助能力，避免故障影响扩大，争取抢修时间的优点，解决了现有技术中无法做到无死角检测，而且现有的检测监控设备大多不具备有紧急处理高温故障的能力，故障信息发出后，随着故障时间增加，设备损坏的概率快速上升，常规的散热装置以及无法及时散去高温故障产生的多余热量，安全隐患较大，因此我们提出一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，用以解决以上问题。
附图说明
20.图1为本发明的正视立体结构示意图；
21.图2为本发明的图1中a部结构放大示意图；
22.图3为本发明的变压器本体正视剖面结构示意图；
23.图4为本发明的吸油头正视立体结构示意图；
24.图5为本发明的冷却筒俯视剖面结构示意图；
25.图6为本发明的导热块侧视立体结构示意图。
26.图中标号说明：
27.1、底座；2、变压器本体；3、常规散热组件；31、油泵；32、吸油头；321、通孔；33、输出管；34、冷却筒；341、散热外壳；342、导热块；343、第一连接头；344、第二连接头；345、通油道；346、通水道；35、回流管；4、圆环；5、红外热成像摄像头；6、驱动机构；61、伺服电机；62、齿轮盘；63、齿环；7、紧急辅助机构；71、水箱；711、外接管；712、第三电磁阀；72、水泵；73、输水管；74、出水管；75、散热管；76、回水管；8、控制器；9、第一电磁阀；10、第一通管；11、第二通管；12、第二电磁阀；13、排风扇。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
29.请参阅图1～6，本发明中，一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，包括底座1，底座1的顶部固定连接有变压器本体2，变压器本体2顶部的左侧安装有常规散热组件3，底座1的顶部转动连接有圆环4，圆环4的顶部固定连接有两个红外热成像摄像头5，底座1的顶部安装有驱动机构6，底座1的顶部安装有紧急辅助机构7，紧急辅助机构7与常规散热组件3相配合，底座1的顶部固定连接有控制器8，控制器8的内部集成有5g网络模块。
30.本发明中，通过底座1对装置进行支撑固定，变压器本体2运行时，启动驱动机构6带动圆环4在底座1上转动，圆环4带动两个红外热成像摄像头5围绕变压器本体2公转，对变压器本体2进行三百六十度持续测温拍摄，并且拍摄的图片通过控制器8使用5g网络传输至
监控室内进行储存分析，以形成变压器的持续不间断运行温度数据，以判断变压器本体2的运行状态，并且启动常规散热组件3对变压器油进行正常散热，并且当变压器本体2上出现高温故障区域时，此区域两个红外热成像摄像头5的成像图片上就会凸显，并通过双机位可以更加精确的定位故障点，此时控制器8将红外热成像摄像头5拍摄的信息和图片传输至控制室，并且控制器8则同步发送启用紧急辅助机构7以控制变压器本体2温度的指令请求，若控制室回复指令则按照指令操作即可，若控制室在设定时间内未回复指令，超过设定时间后控制器8将自动启动紧急辅助机构7进行辅助降温，以保持变压器本体2稳定运行至检修人员赶到，从而实现了装置具备三百六十度无死角检测，并实时回传检测信息，同时具备自主化应急处理辅助能力，避免故障影响扩大，争取抢修时间的优点，解决了现有技术中无法做到无死角检测，而且现有的检测监控设备大多不具备有紧急处理高温故障的能力，故障信息发出后，随着故障时间增加，设备损坏的概率快速上升，常规的散热装置以及无法及时散去高温故障产生的多余热量，安全隐患较大，因此我们提出一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，用以解决以上问题。
31.请参阅图1，其中，驱动机构6包括伺服电机61、齿轮盘62和齿环63，伺服电机61的通过安装架固定连接至底座1上，伺服电机61的输出端通过联轴器与齿轮盘62固定连接，齿环63的内部与圆环4的外侧固定连接，齿轮盘62与齿环63相对的一侧相啮合。
32.本发明中，通过伺服电机61、齿轮盘62和齿环63的配合使用，启动伺服电机61带动齿轮盘62转动，齿轮盘62带动齿环63转动，齿环63带动圆环4转动，圆环4带动两个红外热成像摄像头5围绕变压器本体2公转，从而实现对装置无死角进行温度监控。
33.请参阅图1与图5，其中，常规散热组件3包括油泵31、吸油头32、输出管33、冷却筒34和回流管35，油泵31的底部通过连接板固定安装至变压器本体2的左侧，冷却筒34的外侧通过安装架固定连接至变压器本体2的左侧，油泵31的输出端通过输出管33与冷却筒34固定连接，吸油头32的外侧固定连接至变压器本体2的内部，吸油头32的顶端贯穿并固定连接至变压器本体2的外侧，吸油头32的顶端与油泵31的输入端固定连接，冷却筒34的正面与回流管35固定连接，回流管35的另一端贯穿并固定连接至变压器本体2的内部。
34.本发明中，通过油泵31、吸油头32、输出管33、冷却筒34和回流管35的配合使用，变压器本体2正常运行时，启动油泵31通过吸油头32将变压器本体2内部的变压器油抽出通过输出管33输送至冷却筒34内部对高温的变压器油进行冷却，然后冷却后的变压器油通过回流管35重新流入到变压器本体2的内部，以实现对装置的正常散热保障装置正常运行。
35.请参阅图3与图4，其中，吸油头32为矩形空心板，吸油头32的底部开设有均匀分布的通孔321，通孔321与吸油头32内部的空心部相连通。
36.本发明中，通过吸油头32为矩形空心板，由于变压油温度高的部分密度变低会漂浮在上层，吸油头32通过底部的通孔321更全面快速地将上层的高温变压器油抽出并冷却，使得装置的散热效率得到提升，散热效果更好。
37.请参阅图5与图6，其中，冷却筒34的包括散热外壳341、导热块342、第一连接头343和第二连接头344，散热外壳341通过安装架与变压器本体2固定连接，导热块342的外侧固定连接至散热外壳341的内部，导热块342的内部开设有均匀分布的通油道345，输出管33的顶端贯穿并固定连接至散热外壳341的内部，输出管33的顶端与第一连接头343的一端固定连接，第一连接头343的另一端与导热块342的背面固定连接，导热块342正面的一端与第二
连接头344固定连接，回流管35的顶端贯穿并固定连接至散热外壳341的内部，回流管35位于散热外壳341内部的一端与第二连接头344的正面一端固定连接，并且通油道345位于第一连接头343和第二连接头344之间的内部，导热块342的内部开设有环形分布的通水道346，通水道346位于通油道345的外侧，并且通水道346位于第一连接头343和第二连接头344之间的外侧。
38.本发明中，通过散热外壳341、导热块342、第一连接头343和第二连接头344的配合使用，通过高温的变压器油通过输出管33流入第一连接头343的内部，然后通过通油道345穿过导热块342的内部，导热块342将热量传导至散热外壳341散出，然后冷却的变压器油在通过第二连接头344流出并流入回流管35内部最终流回到变压器本体2的内部，实现散热降温。
39.请参阅图1与图2，其中，紧急辅助机构7包括水箱71、水泵72、输水管73、出水管74、散热管75和回水管76，水箱71的底部与底座1固定连接，水泵72的底部与水箱71固定连接，水泵72的输入端通过管道与水箱71的内部相连通，水泵72的输出端与输水管73固定连接，输水管73的另一端贯穿并固定连接至散热外壳341的内部，出水管74的一端贯穿并固定连接至散热外壳341的内部，出水管74的另一端与散热管75固定连接，散热管75的底部与底座1固定连接，散热管75的另一端与回水管76固定连接，回水管76的另一端贯穿并固定连接至水箱71的内部。
40.本发明中，通过水箱71、水泵72、输水管73、出水管74、散热管75和回水管76，控制器8通过启动水泵72将水箱71内部的冷却水抽出，并通过输水管73输送至散热外壳341的内部，并且冷却水进入散热外壳341内部后，会对散热外壳341和导热块342均进行冷却，然后冷却水穿过通水道346流经导热块342的内部，对导热块342以及其内部流经的高温变压器油进行加速冷却，然后吸收热量的冷却水通过出水管74流出进入散热管75内部，散热管75将冷却水带出的热量散发到外界，任何冷却水最终通过回水管76流回到水箱71内部，实现对导热块342和散热外壳341的循环持续散热，经过上述步骤后，装置的散热效率大幅提升，以保证变压器油的温度始终在安全值以下，以实现对高温故障的控制，以留取足够的时间给检修人员到达并检修设备。
41.请参阅图1与图2，其中，散热管75矩形长条状，散热管75的顶部固定连接有等距离排列的散热片。
42.本发明中，通过矩形长条状的散热管75增大了散热管75与水的接触面积，并且增大散热片与散热管75的导热截面积，使得装置对冷却水保持高效的散热效率，从而实现装置的紧急辅助效果能够保持较长时间。
43.请参阅图1，其中，散热管75的相对底座1垂直高度低于出水管74，散热管75的相对底座1垂直高度高于回水管76，回水管76相对与底座1平行设置，并且回水管76的相对与底座1水平高度高于水箱71，输水管73与散热外壳341的连接处与出水管74与散热外壳341的连接处均固定安装有第一电磁阀9。
44.本发明中，通过出水管74、散热管75、回水管76和水箱71的由高到低排列，当装置完成故障检修后，停止水泵72运行，此时先关闭输水管73上的第一电磁阀9，使得散热外壳341内部的水完全流出至水箱71内部，然后再关闭出水管74上的第二电磁阀12，此时散热外壳341完成封闭并对变压器油进行散热，避免散热外壳341内部残留过多水分，长时间回到
其内部造成腐蚀，损坏装置结构。
45.请参阅图1，其中，散热外壳341顶部固定连接有第一通管10和第二通管11，第一通管10和第二通管11的外侧均固定安装有第二电磁阀12，第一通管10的顶端固定连接有排风扇13，排风扇13的输出端通过管道与外部安全排放区域连通，第二通管11的顶部设置有防尘网。
46.本发明中，通过打开第一通管10和第二通管11上的第二电磁阀12，使得散热外壳341与外部连通，此时散热外壳341内部残留的水分会在导热块342吸收的变压器油的热量下蒸发，启动排风扇13将蒸发的水蒸气抽出并排放至外部安全排放区，外部干燥的空气则通过第二通管11进入散热外壳341的内部，此时流动的空气会加速水分蒸发，实现快速排水，以保护装置内部结构。
47.请参阅图1，其中，水箱71的顶部固定连接有外接管711，外接管711的外侧安装有第三电磁阀712，外接管711的另一端与外部的安全排放区域连通。
48.本发明中，通过打开外接管711上的第三电磁阀712使得水箱71与外部连通，此时散热外壳341内部流出的水更加顺畅快速地流回到水箱71内部，实现快速排水，并且外接管711与外部安全排放区域连通，避免水蒸气对设备造成损坏，使得装置的结构更加合理，保护措施更完善。
49.工作原理：使用时，当变压器本体2运行时，启动伺服电机61带动齿轮盘62转动，齿轮盘62带动齿环63转动，齿环63带动圆环4转动，圆环4带动两个红外热成像摄像头5围绕变压器本体2公转，对变压器本体2进行三百六十度持续测温拍摄，并且拍摄的图片通过控制器8使用5g网络传输至监控室内进行储存分析，以形成变压器的持续不间断运行温度数据，以判断变压器本体2的运行状态，启动油泵31通过吸油头32将变压器本体2内部的变压器油抽出通过输出管33输送至冷却筒34内部对高温的变压器油进行冷却，然后冷却后的变压器油通过回流管35重新流入到变压器本体2的内部对变压器油进行正常散热，并且当变压器本体2上出现高温故障区域时，此区域两个红外热成像摄像头5的成像图片上就会凸显，并通过双机位可以更加精确的定位故障点，此时控制器8将红外热成像摄像头5拍摄的信息和图片传输至控制室，并且控制器8则同步发送启用紧急辅助机构7以控制变压器本体2温度的指令请求，若控制室回复指令则按照指令操作即可，若控制室在设定时间内未回复指令，超过设定时间后控制器8将自动启动水泵72将水箱71内部的冷却水抽出，并通过输水管73输送至散热外壳341的内部，并且冷却水进入散热外壳341内部后，会对散热外壳341和导热块342均进行冷却，然后冷却水穿过通水道346流经导热块342的内部，对导热块342以及其内部流经的高温变压器油进行加速冷却，然后吸收热量的冷却水通过出水管74流出进入散热管75内部，散热管75将冷却水带出的热量散发到外界，任何冷却水最终通过回水管76流回到水箱71内部，实现对导热块342和散热外壳341的循环持续散热，经过上述步骤后，装置的散热效率大幅提升，以保持变压器本体2稳定运行至检修人员赶到，从而实现了装置具备三百六十度无死角检测，并实时回传检测信息，同时具备自主化应急处理辅助能力，避免故障影响扩大，争取抢修时间的优点，解决了现有技术中无法做到无死角检测，而且现有的检测监控设备大多不具备有紧急处理高温故障的能力，故障信息发出后，随着故障时间增加，设备损坏的概率快速上升，常规的散热装置以及无法及时散去高温故障产生的多余热量，安全隐患较大，因此我们提出一种可实现远程故障监控的变压器安全系统，用以解决以上
问题。
50.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。