一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器的制作方法

1.本发明涉及变压器监测领域，主要是一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器。


背景技术：

2.变压器作为供电系统中最重要的电气设备之一。在设备长期运行过程中，会因制造、运输、安装不良、过载及老化引起接触电阻过大而发热，如果这些发热部位的温度无法监测，得不到及时检修，则最终会导致火灾事故的发生。
3.目前，在我国的变压器领域，采用点式光纤测量变压器绕组温度的方法已经逐渐得到认可。这种点式测温方法只能监测绕组及铁芯的指定位置的温度，不能完全的反映绕组与铁芯的温度，对变压器过热故障的监测存在盲区。此外，现有传感器保护套管结构在抽真空后容易有残留气体，套管与光纤之间可能会存在气泡，因此，对变压器的绝缘性能会造成不利影响。


技术实现要素：

4.为克服现有技术中的缺点与不足，本发明提供一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，尤其是一种测温精准、连续无盲区、绝缘耐腐蚀、稳定可靠的油浸式变压器绕组光纤测温传感器，可以实时监测变压器油流变化状态下的绕组温场分布，及时发现变压器绕组热点位置，排除故障和安全隐患，提高变压器运行可靠性。
5.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，包括传感光纤，传感光纤一端呈自由状态，另一端为光纤接头，所述传感光纤外套有耐高温保护套管，所述耐高温保护套管表面上设有均匀分布的空气槽，用于在变压器抽真空时保证保护套管内部与传感光纤之间的空气排除。
6.所述的耐高温保护套管为聚四氟乙烯材料或其他材料，保护光纤在埋设以及器身压装过程中不受外力破坏。
7.所述的空气槽呈矩形。
8.所述的光纤接头为耐高温油密接头。
9.所述传感光纤为耐高温涂覆光纤。
10.本发明的有益效果为：单端呈自由状态的传感光纤不仅能有效消除高温下保护套管的收缩可能引起的光纤同步收缩，而且能够保证测温点不受力从而避免温度应变串扰，提高测温精度。聚四氟乙烯保护管具备耐高温功能，同时也起到保护内部光纤不受外力破坏的作用，提高传感器使用寿命和稳定性。聚四氟乙烯保护管的表面开设空气槽保证变压器注油时整个传感器内部不残留气泡，避免对变压器的绝缘性能造成不利影响，确保变压器绕组内部温场的准确测量和可靠运行。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
12.附图标记说明：传感光纤1、耐高温保护套管2、空气槽3、光纤连接头4。
具体实施方式
13.下面将结合附图和实施例对本发明做详细的介绍：
14.如图1所示，图1为本发明的结构示意图：一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，包括传感光纤1，传感光纤1一端呈自由状态，保证在布设过程中不会因为外保护套管弯曲而受拉力，避免温度应力串扰，确保测温准确。另一端为光纤接头4，光纤接头4与变压器箱体贯通板上的光纤法兰头插拔连接。所述传感光纤1外套有耐高温保护套管2，所述耐高温保护套管2表面上设有均匀分布的矩形空气槽3，用于在变压器抽真空时保证保护套管内部与传感光纤之间的空气排除。需要说明的是，所述传感光纤1可以替换为准分布式的光纤光栅串。
15.所述的耐高温保护套管2为聚四氟乙烯材料，长期使用温度远大于变压器器身烘制温度以及长期运行最高温度，保证内部光纤长期不受外力破坏。具体的，聚四氟乙烯套管在使用前需在130℃烘箱中保持24h，释放应力。
16.所述的光纤接头4为耐高温油密接头，接入贯通板后确保变压器油不会从连接处泄露。
17.所述传感光纤1为耐高温涂覆光纤，具体的，传感光纤1涂覆层材料为聚酰亚胺。
18.所述空气槽4保证整个传感器内部不残留气体，避免对变压器的绝缘性能造成不利影响，确保变压器绕组内部温场的准确测量和可靠运行。
19.传统的热电偶温度传感器由于其导电性而无法用于变压器内部绕组温场的测量，导致无法感知变压器绕组热点，进而无法提前对可能出现的温度过高及火灾事故进行预警。具备耐高温涂覆的光纤传感器具有连续无盲区监测、抗电磁干扰能力强、耐高温腐蚀等优点，单根传输光纤可实现对绕组温场的分布式测量，测温传感器传感器测温范围
‑
50℃
‑
180℃，测温精度达0.5℃，采用聚四氟乙烯耐高温套管保护传感器不受外力影响，并且套管上均匀开设空气槽，保证套管内部在抽真空注油后没有气泡，避免对变压器运行产生不利影响。这种光纤测温传感器可内置于变压器绕组内部准确测量温场分布，在智能化光纤变压器中有巨大应用价值。
20.以上显示和描述了本发明的主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。


技术特征：
1.一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，其特征在于：包括传感光纤(1)，传感光纤(1)一端呈自由状态，另一端为光纤接头(4)，所述传感光纤(1)外套有耐高温保护套管(2)，所述耐高温保护套管(2)表面上设有均匀分布的空气槽(3)，用于在变压器抽真空时保证保护套管内部与传感光纤之间的空气排除。2.根据权利要求1所述的用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，其特征在于：所述的耐高温保护套管(2)为聚四氟乙烯材料。3.根据权利要求1所述的用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，其特征在于：所述的空气槽(3)呈矩形。4.根据权利要求1所述的用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，其特征在于：所述的光纤接头(4)为耐高温油密接头。5.根据权利要求1所述的用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，其特征在于：所述传感光纤(1)为耐高温涂覆光纤。

技术总结
本发明公开一种用于变压器绕组温场测量的光纤温度传感器，包括传感光纤，传感光纤一端呈自由状态，另一端为光纤接头，所述传感光纤外套有耐高温保护套管，所述耐高温保护套管表面上设有均匀分布的空气槽，用于在变压器抽真空时保证保护套管内部与传感光纤之间的空气排除。本发明有益效果为：单端呈自由状态的传感光纤不仅能有效消除高温下保护套管的收缩可能引起的光纤同步收缩，而且能够保证测温点不受力从而避免温度应变串扰，提高测温精度；耐高温保护套管起到保护内部光纤不受外力破坏的作用；空气槽保证变压器注油时整个传感器内部不残留气泡，避免对变压器的绝缘性能造成不利影响，确保变压器绕组内部温场的准确测量和可靠运行。量和可靠运行。量和可靠运行。


技术研发人员：刘帅 李东明 桑卫兵 吴小笛 章奕 何少灵 吴国军 高健 孙樟鹏
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2022/1/3