[发明专利]一种新型变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种新型变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置及方法，装置包括雷击浪涌发生器、He‑Ne激光器、迈克尔逊干涉仪以及CCD相机(Charge‑coupled Device，电荷耦合元件，简称CCD相机)。所述雷击浪涌发生器是电火花的发生装置，模拟一种放电现象；所述He‑Ne激光器可发出波长为632.8nm的激光束，与所述迈克尔逊干涉仪构成光学监测系统，形成干涉条纹；所述CCD相机是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号，并输出到计算机，是捕获干涉条纹的装置。在电力系统中，本发明所述装置以变压器油为被测对象，通过提取变压器内干涉图的信息，定量重建变压器油的相位场分布，即可达到准确即时监测变压器运行状态的目的。

技术领域

本发明涉及一种变压器监测装置，尤其是涉及一种新型变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置及方法。

背景技术

变压器的应用范围十分广泛，是电力系统、特别是输变电线路中最重要的电器产品之一。为了保证电力系统供电可靠性和经济性，变压器的在线监测和故障诊断应运而生。由变压器结构可知，在变压器的线圈之间充满了变压器油，增加了介电常数，使变压器在运行过程中不易被击穿，是变压器的一个重要成分。在变压器的长期运行中，变压器油可能发生裂解以及掺入杂质，影响变压器的正常运行。如何采用方便快捷的方法，对变压器的运状态进行在线监测，及时观察到颗粒的污染，以提高变电站变电设备的运行可靠性，是我国智能电网建设必须解决的关键问题之一。现采用的气相色谱法无需现场接触，安全性好，但是需要现场取样和实验室分析，耗时长，即时性差；另外，检测程序复杂，对检测人员的操作水平有一定要求；而且色谱柱需要定时清理和更换，增加了成本，也无法随时监控掌握各个变压器的运行状态，无法做到及时预警。

电力系统是电力电子技术应用中最重要和最有潜力的市场领域，电力电子技术在电能的生产、输送、分配和使用的全过程都得到了广泛而重要的应用。随着科学技术的发展，电力电子产品日益多样化、复杂化，对电力电子元器件进行实时监测，保护电力电子电路中的元器件在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏，对电力电子的应用尤其是在电力系统中的应用至关重要。

电火花放电是非稳定的放电过程，具有明显的脉冲特性，击穿电压高，放电时的伏安特性曲线为负值，即随着极间电压的减小，通过介质的电流却增加，主要在气体或液体的绝缘材料中产生，对绝缘有一定的破坏性。将绝缘损坏后，在绝缘的缝隙或裂纹间会产生电弧，而电弧会产生很高的温度，如2～20A的电弧电流就可以产生2000～4000℃的局部高温，0.5A的电弧电流就足以引发火灾，而由电火花、电弧产生的二次火源有着更大的危险性。并且，电火花属于明火，其引起火灾的途径是直接的，对电力系统的安全运行具有相当大的威胁性，对电火花的监测与及时预警势在必行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置及方法，针对现有技术中操作复杂，耗时长，无法进行实时在线监测而不能及时预警的问题，提出了一种变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置，实现监测变压器油杂质浓度的变化，进而实时监测变压器是否有电火花、电压电流跃变等现象发生，及时做出预警。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型变压器油杂质浓度变化干涉式监测装置，该装置包括分光镜和用于外加电场的雷击浪涌发生器，所述分光镜以自身为中心，前后左右四个正对方向分别设置有用于捕获干涉条纹的相机、反光镜M1、反光镜M2和扩束镜，所述扩束镜不与所述分光镜正对的另一侧还设有用于作为光源的激光器，所述雷击浪涌发生器的正负极分别各自与电极板相连接，所述雷击浪涌发生器的正负极各自对应的所述电极板设置于所述反光镜M1与所述分光镜之间，所述相机还与用于实时复现干涉条纹监测结果的计算机相连接。

进一步地，所述的相机采用CCD相机。

进一步地，所述的激光器采用He-Ne激光器。

进一步地，所述的激光器的激光束波长为632.8nm。