[实用新型]一种监测油浸式电力变压器顶层油温度的可调式光纤Bragg光栅传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测油浸式电力变压器顶层油温度的可调式光纤Bragg光栅传感器，属光电子测量技术领域。

背景技术

油浸式电力变压器是电力系统运行的核心设备之一，而油浸式电力变压器油温度的高低直接关系到油浸式电力变压器的使用寿命以及输变电系统的运行安全，因此需要每个变电所对油浸式电力变压器油的温度进行监测。油浸式电力变压器的绝缘性与老化率与油浸式电力变压器油的温度有关，超过温度的允许限值不但会降低油浸式电力变压器的运行寿命，还会对油浸式电力变压器的安全运行造成威胁。在相关的国家标准中，对油浸式电力变压器在负载运行情况下的温升限制值或热点温度做了相应的规定。油浸式电力变压器国家标准GB1094.2—1996《电力变压器 第2部分温升》规定了，对于采用A级绝缘材料的变压器，油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为60K；油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为55K，我国油浸式电力变压器的温升标准均以环境温度40摄氏度为准。监测油浸式电力变压器的上层油的温度，可以了解油浸式电力变压器的运行情况，对上层油的温度进行现场监测，对实现电力系统的安全运行，进而对经济发展、社会稳定都有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型涉及一种监测油浸式电力变压器顶层油温度的可调式光纤Bragg光栅传感器，利用温度对光纤Bragg光栅的波长的影响，实现对油浸式电力变压器内部温度的实时在线监测，准确度高。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：可调式光纤Bragg光栅传感器包括光纤Bragg光栅1、铜管2、带螺纹的铜管3、铜垫4、氟硅胶密封圈5、螺母6、光纤引出孔7、光纤8、手柄9、聚四氟乙烯套管10、光谱分析仪11组成；铜管2、带螺纹的铜管3和手柄9为一体成型的结构，并在内部加工光纤引出孔7，铜管2底端是密封；在带外螺纹的铜管3上依次套有铜垫4、氟硅胶密封圈5和螺母6；通过光纤引出孔7，光纤Bragg光栅1自由悬空在光纤引出孔7底部，并用聚四氟乙烯套管10保护裸露的光纤，且把聚四氟乙烯套管10的一端稍稍套入光纤引出孔7，采用密封、无缝方式的连接，光纤8引出的部分与光谱分析仪11相连接。

所述的监测油浸式电力变压器顶层油温度的可调式光纤Bragg光栅传感器插入到油浸式电力变压器的顶层油的深度以刚好完全浸没可调式光纤Bragg光栅传感器为宜，可调式光纤Bragg光栅传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中。

所述的光谱分析仪、油浸式电力变压器均为市售的普通元件。

所述测温位置的选择：由于油浸式电力变压器中的油在温差或油泵的驱动下，从底部经各个绕组内部和外部的油道，流过顶部，因而顶层油温是各部分油汇合的温度的反映，也是油浸式电力变压器油中的最高温度；所以通过监测油浸式电力变压器油的顶层温度，可以更加全面地掌握油浸式电力变压器的运行状况，避免了因油温的过热引发的故障，而最终导致电缆火灾、局部电网瘫痪。

本实用新型的工作原理：可调式光纤Bragg光栅传感器通过油浸式电力变压器的试验孔，插入到油浸式电力变压器的上层油中，确保传感器能检测油浸式电力变压器的顶层油的温度；当油浸式电力变压器因接点接触不良、磁路故障、导体故障等原因产生大量的热量，通过油浸式电力变压器油传递到光纤Bragg光栅，导致光纤Bragg光栅反射波长的移位，最终达到对油浸式电力变压器油的温度进行实时监测的目的。

本实用新型的有益效果：

1、采用光纤Bragg光栅手段测量，体积小、带宽较宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外，波长编码具有绝对测量、准确度高；

2、光纤Bragg光栅传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中，可以实时检测油浸式电力变压器的顶层油的温度；

3、本实用新型结构简单，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型在油浸式电力变压器上安装使用示意图。

图中：1-光纤Bragg光栅、2-铜管、3-带螺纹的铜管、4-铜垫、5-氟硅胶密封圈、6-螺母、7-光纤引出孔、8-光纤、9-手柄、10-聚四氟乙烯套管、11-光谱分析仪、12-油浸式电力变压器、13-油浸式电力变压器的试验孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明：