[发明专利]一种变压器壳体内故障的定位装置和方法

权利要求书

1.一种变压器壳体内故障的定位装置，其特征在于，包括：

制冷片，安装在所述变压器的壳体外侧，用于降低所述壳体的温度，与所述变压器内的绝缘油形成温度差；

温差发电单元，安装在所述变压器的壳体内侧，与所述制冷片的位置相对，用于产生并输出温差电压；

多个振动传感器，安装在所述变压器内部，根据传感器最优配置模型确定所述多个振动传感器在所述绝缘油内的最优布置方案，所述最优布置方案为根据预设的所述多个传感器的数量，确定所述多个传感器的最优安装位置，所述多个振动传感器用于在所述绝缘油中的多个不同方位，对所述变压器内的振动情况进行检测并定位；所述多个振动传感与所述温差发电单元相连，以通过所述温差发电单元为所述多个振动传感器供电；

超声波透传模块，用于将所述变压器内的振动情况及定位信息发送给位于所述变压器外的终端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器最优配置模型包括：

将所述振动传感器的各位置分别记为一个作用点，根据预设数量的所述振动传感器对应的作用点，构建多自由度的传感器结构模态分析系统，并根据所述传感器结构模态分析系统中的参数建立对应的运动微分方程，获得对应的特征向量，所述参数包括由所述多个振动传感器的质量参数、阻尼参数和刚度参数构成的质量、阻尼和刚度矩阵；

根据所述特征向量建立加权有效独立分配矩阵，利用反向迭代法对所述加权有效独立分配矩阵进行融合误差修正，对所述加权有效独立分配矩阵的主对角线数值点进行筛选，删除小于预设的阈值的所述主对角线数值点，得出所述最优布置方案。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个振动传感器的安装位置包括以下任意一种或多种：在绝缘油内和固定在所述变压器壳体内侧；

固定在所述变压器壳体内侧的所述振动传感器与所述壳体之间安装有橡胶缓冲垫，用于阻隔由所述壳体传播的振动信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温差发电单元包括：

第一导电金属组，包含同一方向放置的若干第一导电金属；

第二导电金属组，与所述第一导电金属组位置相对，包含若干同一方向放置的若干第二导电金属；所述第二导电金属组的首个导电金属、末尾导电金属与所述多个振动传感器相连，以通过所述温差发电单元为所述多个振动传感器供电；

第一导热陶瓷，与所述制冷片的位置相对且固定在所述变压器壳体内侧表面，用于将所述变压器壳体的热量传递给所述第一导电金属组；

第二导热陶瓷，设置在所述绝缘油中，与所述第一导热陶瓷位置相对，用于将所述绝缘油的热量传递给所述第二导电金属组；

半导体材料，安装在所述第一导电金属组与所述第二导电金属组之间，用于根据所述第一导电金属组与所述第二导电金属组之间温度差产生所述温差电压。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置包括数据处理模块；

所述多个振动传感器位于所述变压器内，用于将采集到的多个振动信号转换为对应的模拟电信号，并将所述多个模拟电信号发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块与所述第二导电金属组的所述首个导电金属、所述末尾导电金属相连，以通过所述温差发电单元为所述数据处理模块供电；

所述数据处理模块与所述多个振动传感器连接，用于接收到的所述多个模拟电信号转换为对应的脉冲信号，并将所述多个脉冲信号发送给所述超声波透传模块。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述超声波透传模块包括超声波发射模块和超声波接收模块；

所述超声波发射模块与所述第二导电金属组的所述首个导电金属、所述末尾导电金属相连，以通过所述温差发电单元为所述数据处理模块供电；

所述超声波发射模块与所述数据处理模块连接，安装在所述变压器的壳体内侧，用于将所述多个脉冲信号发送给位于所述壳体外侧的所述超声波接收模块；

所述超声波接收模块，安装在所述变压器的壳体外侧，由外部电源供电，用于将所述多个脉冲信号解码转换为对应的数字信号，并将所述多个数字信号发送给终端。