[发明专利]观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的装置及方法

说明书

本发明涉及一种观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的装置及方法，包括绕组模型、粒子动力学观测系统、油箱、散热片、粒子发射器、定目筛网和直流电源模块，本发明弥补了传统观测装置的不足，基于卧躺式变压器的内部结构，通过定义绕组参数，发明了一种小型的观测装置，用于观察油道内油流动状况，检测绕组点的温度变化状态，从而为卧躺式变压器的深入研究提供了直观可靠的观测平台。考虑到卧躺式变压器内部剧烈、频繁地温度变化情况，本发明可以模拟卧躺式变压器在不同工况下的运行状态，为制定卧躺式变压器的维护、更换计划提供依据。

技术领域

本发明涉及一种观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的装置及方法。属于智能监测技术领域。

背景技术

高速铁路因其快速便捷、安全可靠等独特优势，已成为人们生活中重要交通工具之一。

车载牵引变压器，作为卧躺式变压器的一种，是高速动车组的核心部件，是车辆牵引与制动以及通信等功能的能量来源，因此担负着保证动车正常持续运行的重要职责。

卧躺式变压器在工作过程中将不可避免地发热。温度的升高会加速破坏纤维形态和分子结构，导致绝缘材料聚合度降低，抗拉强度下降，加快绝缘材料的老化分解速度，降低其电气强度和机械强度，缩短绝缘寿命。车载牵引变压器由于受到尺寸和重量的严格限制，造成其几何结构更为紧凑，内部电场分布更为复杂、热场更为集中。故牵引变压器内部油流动和温度场分布情况、变化规律有别于普通的电力变压器。传统的温升实验装置聚焦于普通的站立式变压器，没有涉及卧躺式的车载牵引变压器，因此，针对以上情况，有必要搭建观测卧躺式变压器的内部流动和温度分布的装置，对牵引变压器的温度场分布情况及变化规律展开研究，为制定牵引变压器的维护、更换计划提供依据。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的装置及方法。

本发明的目的是这样实现的：

观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的装置，其特点是：包括绕组模型、粒子动力学观测系统、油循环外管道、油箱、散热片、粒子发射器、定目筛网和直流电源模块；

绕组模型包括立式绕组饼和绕组外壳，多个立式绕组饼在绕组外壳内从左到右均匀布置，相邻的两个立式绕组饼之间的间隙为垂直油道，立式绕组饼内设置有热电偶；

直流电源模块包括多个直流电源，直流电源分别与立式绕组饼一一对应连接；

粒子动力学观测系统包括同步机、计算机、双头激光源、激光片和CCD相机；同步机分别与计算机、双头激光源和CCD相机连接；

双头激光源与所要观察的垂直油道在同一水平面上，激光片位于双头激光源与垂直油道之间，激光片设置在双头激光源的激光发射路径上；

CCD相机与双头激光源位于同一水平面上，且两者相互垂直；

绕组模型、油箱和散热片通过油循环外管道连接；

粒子发射器设置在油循环外管道上，在粒子发射器的出口处设置有定目筛网。

进一步的，油循环外管道采用不锈钢材料制成，绕组外壳采用树脂玻璃材料制成。

进一步的，绕组外壳的内壁设置有用于固定立式绕组饼的卡槽。

进一步的，立式绕组饼由多个呈弧形的镍铬合金条紧密排列构成，多个镍铬合金条具有相同的圆心角，多个镍铬合金条的弧长从内向外为由短渐长；镍铬合金条端子处出线进行串联。

进一步的，油循环外管道上开有圆形手孔，粒子发射器在圆形手孔处通过法兰与油循环外管道密封连接。

进一步的，油循环外管道上设置有阀门、超声波流量计和油泵。

一种观测卧躺式变压器内部流动和温度分布的方法，其特点是：包括如下步骤：