本實(shí)用新型涉及電力行業(yè)變壓器維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖測溫裝置及變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電網(wǎng)輸送技術(shù)與工程中，電力變壓器和換流變壓器是交流和直流輸電系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。變壓器的安全可靠性主要取決于其絕緣性能，換流變壓器與電力變壓器都是采用油紙絕緣結(jié)構(gòu)，都要承受交流電壓、雷電沖擊電壓和操作過電壓的作用，且換流變壓器閥側(cè)繞組還承受直流、直流疊加交流和極性反轉(zhuǎn)電壓的作用，因此作為電力變壓器和換流變壓器中主要絕緣材料的變壓器油，除了要求具備較好的電氣性能外，還應(yīng)具備較好的交流或直流電場下的氧化安定性。

我國早期為了考察國產(chǎn)變壓器油工業(yè)應(yīng)用的可行性，首次設(shè)計制造了變壓器油臺架試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置由控制柜和試驗(yàn)臺兩部分組成，該設(shè)備為交流電場條件下評定變壓器油抗氧化安定性的臺架試驗(yàn)，在超高壓變壓器油研制過程中發(fā)揮了重要作用。但是，就目前發(fā)展?fàn)顩r而言存在以下不足：受當(dāng)時技術(shù)水平限制，自控水平低，測量過程不能實(shí)現(xiàn)自動測量和數(shù)據(jù)自動采集；變壓器線圈及絕緣紙浸入絕緣油內(nèi)，僅檢測絕緣油的溫度不能真正體現(xiàn)變壓器內(nèi)部實(shí)際運(yùn)行溫度，然而溫度作為對絕緣油紙絕緣性能老化的重要因子，溫度的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，針對上述問題，本實(shí)用新型提出一種光纖測溫裝置，自動測溫和收集數(shù)據(jù)，不受電、磁、射頻和微波干擾影響，測溫準(zhǔn)確可靠。

本實(shí)用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，能自動測量模擬變壓器 線圈及絕緣紙浸內(nèi)部溫度，溫度測量準(zhǔn)確可靠。

其技術(shù)方案如下：

一種光纖測溫裝置，包括光纖測溫探頭，與所述光纖測溫探頭連接的光纖測溫處理模塊，以及與所述光纖測溫處理模塊連接的控制處理器；所述光纖測溫處理模塊包括光電轉(zhuǎn)換模塊，與所述光電轉(zhuǎn)換模塊連接的液晶顯示屏，且所述光電轉(zhuǎn)換模塊分別與所述光纖測溫探頭和所述控制處理器連接。

將光纖測溫探頭伸入到需要測量的位置處，利用控制處理器控制光纖測溫處理模塊自動進(jìn)行測溫，光電轉(zhuǎn)換模塊可實(shí)時將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，而且液晶顯示屏可實(shí)時顯示測量的溫度，過程簡單測溫可靠。不像其他金屬熱電偶和熱敏電阻，光纖測溫探頭能夠直接用于高壓、電、磁和微波場合，而對電子設(shè)備或者光纖測溫處理模塊無任何損壞。而且，光纖測溫探頭可以承受較高的溫度，例如光纖測溫探頭在無水冷情況下可以承受250℃高溫，并且不受電磁輻射干擾，輸出信號穩(wěn)定光纖測溫具有不受電、磁(EMI)、射頻(RF)和微波干擾的影響。

下面對其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明：

進(jìn)一步地，所述光纖測溫探頭設(shè)置有非金屬防腐涂層。通過在光纖溫度探頭上設(shè)置100％非金屬防腐涂層，能夠用于腐蝕化學(xué)環(huán)境中，在可燃和爆炸環(huán)境中不產(chǎn)生任何火花。

本實(shí)用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，包括如上所述的光纖測溫裝置，以及與所述光纖測溫裝置連接的測試油箱；所述測試油箱中設(shè)置有模擬變壓器，所述光纖測溫探頭穿過所述測試油箱上端伸入到所述模擬變壓器中，所述光纖測溫處理模塊位于所述測試油箱外。

將光纖測溫探頭設(shè)置于測試油箱內(nèi)，并將光纖測溫探頭與控制處理器連接，可以實(shí)時或分段采集測試油箱內(nèi)變壓器油的油溫。而且，由于光纖測溫探頭的特性，可以使得測溫過程不受環(huán)境介質(zhì)的影響，使得測得的變壓器油的溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

進(jìn)一步地，所述測試油箱包括上端蓋，所述上端蓋上設(shè)置有光纖穿線孔， 所述光纖測溫探頭穿過所述光纖穿線孔。通過光纖穿線孔設(shè)置光纖測溫探頭簡單方便。

進(jìn)一步地，所述模擬變壓器包括變壓器線圈和絕緣紙夾層，所述光纖測溫探頭伸入到所述變壓器線圈和絕緣紙夾層內(nèi)部。將光纖測溫探頭設(shè)置在變壓器線圈和絕緣紙夾層內(nèi)部，相對于測量其他地方的變壓器油的溫度，能夠更加準(zhǔn)確可靠地測量變壓器線圈與絕緣紙運(yùn)行時的實(shí)際溫度，為判斷絕緣油紙的老化壽命提供了可靠的溫度數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型具有如下突出的有益效果：通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中增設(shè)光纖測溫裝置，能自動測量模擬變壓器線圈及絕緣紙浸內(nèi)部溫度，溫度測量準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述高壓產(chǎn)生裝置的示意框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中具有所述高壓產(chǎn)生裝置的變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)的示意框圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述氣囊油枕抽真空裝置的示意框圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中具有所述氣囊油枕抽真空裝置的變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)的示意框圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述強(qiáng)制油循環(huán)的變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)的示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述光纖測溫裝置變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)的示意框圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中具有所述光纖測溫裝置的變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)的示意框圖。

附圖標(biāo)記說明：

100-高壓產(chǎn)生裝置，110-自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，112-微處理器，114-步進(jìn)電機(jī)(驅(qū)動機(jī)構(gòu))，120-調(diào)壓器，130-高壓變壓器，140-模擬變壓器，200-測試油 箱，210-高壓電極，220-低壓電極，230-高壓電場，300-測試臺架，400-氣囊油枕抽真空裝置，410-氣管，420-油枕，430-氣囊結(jié)構(gòu)，440-支氣管，450-閥體，460-抽真空機(jī)構(gòu)，500-循環(huán)泵，510-泵入口，520-泵出口，600-光纖測溫裝置，610-光纖測溫處理模塊，620-光纖測溫探頭，630-控制處理器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種高壓產(chǎn)生裝置100，包括模擬變壓器140，與模擬變壓器140連接的高壓變壓器130，與高壓變壓器130連接的調(diào)壓器120，以及與調(diào)壓器120連接的自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110。

通過自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110能夠?qū)φ{(diào)壓器120進(jìn)行自動控制調(diào)節(jié)，即可調(diào)節(jié)調(diào)壓器120的旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)對高壓變壓器130電壓的自動調(diào)節(jié)，以達(dá)到自動調(diào)節(jié)模擬變壓器140的高壓電壓的目的。而且，通過設(shè)置調(diào)壓器互感工作電流閾值，當(dāng)工作電流超過設(shè)置閾值時，調(diào)壓器120自動斷開輸出，自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110可控制調(diào)壓器120減壓至起始位，使該高壓產(chǎn)生裝置100具有擊穿自動保護(hù)功能。

具體地，上述自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110可包括微處理器112，與微處理器112連接的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)與調(diào)壓器120連接。微處理器112作為自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110的控制主體，可對驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動控制，以控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)對調(diào)壓器120進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。更進(jìn)一步地，可將驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置為步進(jìn)電機(jī)114。利用步進(jìn)電機(jī)114高精度的運(yùn)動特性，可以精確同步控制調(diào)壓器120的轉(zhuǎn)動角度，以精確控制高壓變壓器130的電壓值大小，以實(shí)現(xiàn)對模擬變壓器140的高壓電壓的精確調(diào)節(jié)控制。除了將驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置為步進(jìn)電機(jī)外，還可以設(shè)置為伺服電機(jī)，或者設(shè)置為普通電機(jī)。

此外，如圖2所示，本實(shí)用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，包括測試臺架300，設(shè)置于測試臺架300上的測試油箱200，以及如上所述的高壓產(chǎn)生裝置100，且高壓產(chǎn)生裝置100的模擬變壓器140設(shè)置于測試油箱200內(nèi)底 部。

通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中設(shè)置上述的高壓產(chǎn)生裝置100，能夠在試驗(yàn)過程中，自動實(shí)現(xiàn)對模擬變壓器140的升壓和恒壓功能，自動對高壓電壓進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，更好地在測試油箱200中模擬高壓環(huán)境。而且在電壓過高發(fā)生擊穿時，高壓產(chǎn)生裝置100的調(diào)壓器120能夠自動斷開輸出，使變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)具有擊穿硬件保護(hù)功能。

而且，可將高壓產(chǎn)生裝置100的調(diào)壓器120及自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110設(shè)置于測試臺架300內(nèi)的后側(cè)位置，且測試油箱200設(shè)置于測試臺架300的前側(cè)位置。即將調(diào)壓器120及自動控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)110與測試油箱200錯開設(shè)置，便于安裝維護(hù)以及操作控制。此外，還可將高壓產(chǎn)生裝置100的高壓變壓器130設(shè)置于地面，且使高壓變壓器130遠(yuǎn)離測試臺架300，這樣可保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作人員的安全。也可將高壓變壓器130設(shè)置于測試臺架300上，以節(jié)約場地，試驗(yàn)方便。

此外，該變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)還包括穿設(shè)于測試油箱200上端的高壓套管，高壓變壓器130的輸出線路穿過高壓套管與模擬變壓器140連接。通過在測試油箱200上設(shè)置高壓套管，保證高壓電壓從高壓變壓器130輸出到模擬變壓器140的過程安全可靠。

另外，如圖3所示，本實(shí)用新型還提出一種氣囊油枕抽真空裝置400，包括抽真空機(jī)構(gòu)460，與抽真空機(jī)構(gòu)460連通的氣囊油枕機(jī)構(gòu)。氣囊油枕機(jī)構(gòu)包括與大氣連通的油枕420，設(shè)置于油枕420中的氣囊結(jié)構(gòu)430，以及與氣囊結(jié)構(gòu)430連接并伸出到油枕420外的氣管410。

利用抽真空機(jī)構(gòu)460和氣囊油枕機(jī)構(gòu)，可用于對裝有油類液體的容器進(jìn)行抽真空，抽真空過程中，油類液體會進(jìn)入油枕420內(nèi)設(shè)置的氣囊結(jié)構(gòu)430中，不會與大氣直接接觸，避免空氣對油類液體產(chǎn)生影響。

進(jìn)一步地，上述氣囊油枕抽真空裝置400還包括連通抽真空機(jī)構(gòu)與氣囊結(jié)構(gòu)430的支氣管440，以及設(shè)置于支氣管440上的閥體450。通過支氣管440及閥體450將抽真空機(jī)構(gòu)460與氣囊結(jié)構(gòu)可拆卸地連接起來，方便抽真空機(jī)構(gòu)460 的拆裝，也便于進(jìn)行抽真空操作。即隨時可以裝拆抽真空機(jī)構(gòu)460，以便隨時進(jìn)行抽真空操作。

而且，上述氣囊結(jié)構(gòu)430可設(shè)置為橡膠氣囊。橡膠氣囊結(jié)構(gòu)簡單，變化靈敏。在抽真空后，會變成扁平的真空狀態(tài)。此外，氣囊結(jié)構(gòu)430也可設(shè)置為金屬膨脹器。金屬膨脹器不容易腐蝕破損，可靠性高。

而且，如圖4所示，本實(shí)用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，包括封閉的測試油箱200，設(shè)置于測試油箱200上的如上所述的氣囊油枕抽真空裝置400。氣囊油枕抽真空裝置400的油枕420固定于測試油箱100上，氣管410伸入到測試油箱200內(nèi)。

在進(jìn)行測試前，可利用氣囊油枕抽真空裝置400對測試油箱200進(jìn)行抽真空，再往測試油箱200中注入變壓器油，以排除空氣對變壓器油的影響。在測試過程中，測試變壓器油因?yàn)榧訜釙a(chǎn)生體積膨脹，膨脹后的變壓器油會進(jìn)入抽真空后扁平的氣囊結(jié)構(gòu)430內(nèi)，同時因?yàn)橛驼?20與大氣連通，使氣囊結(jié)構(gòu)430內(nèi)的變壓器油壓力也與大氣壓相同，從而可保持測試油箱200內(nèi)的壓力與外界大氣壓相同。

進(jìn)一步地，上述測試油箱200包括筒狀箱體，以及蓋設(shè)于箱體上的端蓋，氣囊油枕抽真空裝置400的氣管410端部設(shè)置于端蓋上并與箱體內(nèi)保持連通。將氣管410的端部設(shè)置在箱體端蓋上，可以盡量將箱體中的空氣抽出，盡量減小空氣對變壓器油測試的影響。

使用時，在氣囊油枕抽真空裝置400中與油枕420連接的支氣管440前端閥體處連接一個抽真空機(jī)構(gòu)460，在測試油箱200安裝到位之后，利用抽真空機(jī)構(gòu)460將測試油箱200內(nèi)的空氣抽出，此時油枕420內(nèi)設(shè)置的氣囊結(jié)構(gòu)430在抽真空的作用下已經(jīng)扁平。再往測試油箱200內(nèi)注入測試變壓器油，直到變壓器油充滿整個測試油箱200，關(guān)閉閥體450，可將抽真空機(jī)構(gòu)460拆除。在進(jìn)行變壓器油老化測試時，被測油樣在加熱過程中會產(chǎn)生體積膨脹并進(jìn)入到氣囊結(jié)構(gòu)430內(nèi)，因氣囊結(jié)構(gòu)430具有膨脹壓縮特性，可使測試油箱200中變壓器油的壓力與外界壓力保持一致。

另外，如圖5所示，本實(shí)用新型還提出一種強(qiáng)制油循環(huán)的變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，包括圓筒狀的測試油箱200，測試油箱中充設(shè)有變壓器油。測試油箱200中還設(shè)置有浸沒在變壓器油中的高壓電極210和低壓電極220，高壓電極210和低壓電極220之間形成高壓電場230。測試油箱200中還設(shè)置有浸沒在變壓器油中的循環(huán)泵500。

通過在測試油箱200內(nèi)設(shè)置循環(huán)泵500，循環(huán)泵500能夠抽除高壓電場230內(nèi)的被測油樣(變壓器油)，位于高壓電場230外的被測油樣會流動到入到高壓電場230內(nèi)，從而保證整個測試油箱200內(nèi)的被測油樣都能受到高壓電場230的老化作用，達(dá)到預(yù)期的被測油樣被電場老化因子的作用。

而且，上述高壓電極210設(shè)置于測試油箱200內(nèi)部上側(cè)，低壓電極220設(shè)置于測試油箱200內(nèi)部下側(cè)。便于在測試油箱200中設(shè)置高壓電極210和低壓電極220，在高壓電極210和低壓電極220之間形成高壓電場230，以對位于高壓電場230中的被測油樣進(jìn)行老化作用。

另外，上述循環(huán)泵500包括泵入口510和泵出口520，泵入口510朝向高壓電場210，泵出口520位于測試油箱200內(nèi)。這樣能夠直接抽除位于高壓電場210中的被測油樣，即將高壓電場210中的老化被測油樣泵送到高壓電場230外，位于高壓電場230外未被老化的被測油樣就會流動到高壓電場230內(nèi)被老化，從而可以充分老化測試油箱200中的被測油樣，使測試結(jié)果更準(zhǔn)確。進(jìn)一步地，泵出口520遠(yuǎn)離高壓電場230設(shè)置，使得循環(huán),500的泵出口520不得朝向高壓電極210和低壓電極220之間的高壓電場230，否則氣泡耐壓不夠會導(dǎo)致高壓電場230的擊穿保護(hù)。

如圖6所示，本實(shí)用新型還提出一種光纖測溫裝置600，包括光纖測溫探頭620，與光纖測溫探頭620連接的光纖測溫處理模塊610，以及與光纖測溫處理模塊610連接的控制處理器630。光纖測溫處理模塊610包括光電轉(zhuǎn)換模塊，與光電轉(zhuǎn)換模塊連接的液晶顯示屏，且光電轉(zhuǎn)換模塊分別與光纖測溫探頭620和控制處理器630連接。

將光纖測溫探頭620伸入到需要測量的位置處，利用控制處理器630控制 光纖測溫處理模塊610自動進(jìn)行測溫，光電轉(zhuǎn)換模塊可實(shí)時將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，而且液晶顯示屏可實(shí)時顯示測量的溫度，過程簡單測溫可靠。不像其他金屬熱電偶和熱敏電阻，光纖測溫探頭620能夠直接用于高壓、電、磁和微波場合，而對電子設(shè)備或者光纖測溫處理模塊610無任何損壞。而且，光纖測溫探頭620可以承受較高的溫度，例如光纖測溫探頭620在無水冷情況下可以承受250℃高溫，并且不受電磁輻射干擾，輸出信號穩(wěn)定光纖測溫具有不受電、磁(EMI)、射頻(RF)和微波干擾的影響。進(jìn)一步地，光纖測溫探頭620設(shè)置有非金屬防腐涂層。通過在光纖溫度探頭620上設(shè)置100％非金屬防腐涂層，能夠用于腐蝕化學(xué)環(huán)境中，在可燃和爆炸環(huán)境中不產(chǎn)生任何火花。

如圖7所示，本實(shí)用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)，包括如上所述的光纖測溫裝置600，以及與光纖測溫裝置600連接的測試油箱200。測試油箱200中設(shè)置有模擬變壓器140，光纖測溫探頭620穿過測試油箱200上端伸入到模擬變壓器140中，光纖測溫處理模塊610位于測試油箱200外。將光纖測溫探頭620設(shè)置于測試油箱200內(nèi)，并將光纖測溫探頭620與控制處理器630連接，可以實(shí)時或分段采集測試油箱200內(nèi)變壓器油的油溫。而且，由于光纖測溫探頭620的特性，可以使得測溫過程不受環(huán)境介質(zhì)的影響，使得測得的變壓器油的溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

此外，測試油箱200包括上端蓋，上端蓋上設(shè)置有光纖穿線孔，光纖測溫探頭620穿過光纖穿線孔。通過光纖穿線孔設(shè)置光纖測溫探頭620簡單方便。另外，模擬變壓器140還包括變壓器線圈和絕緣紙夾層，光纖測溫探頭620通過光纖穿線孔伸入到變壓器線圈和絕緣紙夾層內(nèi)部。將光纖測溫探頭620設(shè)置在變壓器線圈和絕緣紙夾層內(nèi)部，相對于測量其他地方的變壓器油的溫度，能夠更加準(zhǔn)確可靠地測量變壓器線圈與絕緣紙運(yùn)行時的實(shí)際溫度，為判斷絕緣油紙的老化壽命提供了可靠的溫度數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中設(shè)置高壓產(chǎn)生裝置，能夠自動調(diào)節(jié)試驗(yàn)電壓，具有自動升壓、恒壓功能，而且還具有擊穿迅速保護(hù)、自動斷電及自動降壓功能；通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中設(shè)置氣囊油枕抽真空 裝置，能夠方便對測試油箱進(jìn)行抽真空，避免空氣對變壓器油的測試產(chǎn)生影響，還能保證測試過程中變壓器油的壓力保持穩(wěn)定，避免壓力變化對變壓器油的測試產(chǎn)生影響；通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中設(shè)置強(qiáng)制油循環(huán)裝置，對測試油箱中的被測油樣進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，使位于高壓電場內(nèi)和高壓電場外的被測油樣都能夠被充分老化，使測試效果更好更準(zhǔn)確；通過在變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中設(shè)置光纖測溫裝置，能自動測量模擬變壓器線圈及絕緣紙浸內(nèi)部溫度，溫度測量準(zhǔn)確可靠。而且，上述的高壓產(chǎn)生裝置、氣囊油枕抽真空裝置、強(qiáng)制油循環(huán)裝置(循環(huán)泵)、光纖測溫裝置可以單獨(dú)或者以各種形式組合起來設(shè)置于變壓器油紙絕緣測試系統(tǒng)中，以滿足各種實(shí)驗(yàn)要求。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。