專利名稱：電力變壓器上繞組壓制元件壓緊力用的測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，用于測量電力變壓器或其它強電技術設備上由繞組壓制元件所施加在繞組上的壓緊力。
繞組，特別是電力變壓器上的繞組，都是由導體和絕緣材料組合而成的。它們的結構復雜，具有基本上呈圓柱形的幾何形狀。這類繞組都是按照制造工藝/繞法的要求如此安置的，使得它們被變壓器的鐵心包封起來。
變壓器繞組必須如此設計，使它們具有足夠的機械強度和穩(wěn)定性，以便在變壓器的整個使用壽命中都能承受短路和其它機械力。特別重要的一方面是繞組的能實現(xiàn)良好機械穩(wěn)定性的壓制。
通過壓制而作用在變壓器的繞組上的壓力隨著時間的延續(xù)，便會由于多種影響而逐漸減小。其結果就是發(fā)生短路時機械強度往往不夠及變壓器毀壞的可能增大。迄今仍沒有裝在變壓器中能夠檢測壓緊力變化的裝置。
圖6所示的例子是不斷減小的壓緊力的一條典型曲線，這條曲線是在發(fā)生短路后離線求得的。圖7所示的是按照計劃好的時間間隔離線求出的一條曲線。
變壓器繞組在制造過程中通常都是經(jīng)過壓制的。在變壓器運轉期間沒有測定壓緊力變化的辦法。只有在變壓器進行大修時，例如需要更換繞組時，為了校正起見才有進行再壓制的可能性。
即使使用某些裝置，借以在變壓器運轉時期內以機械的有彈性的元件對壓制進行一定程度的再調整，對繞組的壓制的實際狀態(tài)也根本沒有客觀可信的數(shù)據(jù)，因此也就沒有關于變壓器狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
因此本發(fā)明的任務是提供一種測量裝置，用于測量電力變壓器上繞組壓制元件的壓緊力。
上述任務是通過一種具有權利要求1中所述特征的壓緊力測量裝置加以解決的。其它有利的方案見各項從屬權利要求中所述。
本裝置使得有可能從測量技術上隨時獲得所給出的壓緊力，從而也可以知道在較長運轉時間之后仍然存在的剩余壓緊力。
下面將參照附圖中所示的實施例對本發(fā)明做進一步說明。
附圖表示

圖1安裝在電力變壓器上的測量裝置的原理圖，圖2在壓制元件和天線裝置之間壓力傳感器的可行布置，圖3傳感器元件布置的第一實施方案，其中，傳感器元件被安置在一個有彈性的變形體中，圖4傳感器元件布置的第二實施方案，其中，傳感器元件裝在一個彈簧元件中，圖5一個天線裝置，圖6繞組壓制元件的壓緊力的一條典型曲線，該曲線是在一次短路后離線逐點地求出的，圖7壓緊力的一條典型曲線，是按不變的時間間隔求出的，圖8利用本發(fā)明提出的裝置在線求出的壓緊力曲線，圖9短路時可動態(tài)求出的壓力曲線。
圖1表示本發(fā)明提出的裝置在電力變壓器上的安裝原理圖。圖中示出了多個繞組1中的一個。在繞組1內有一個在圖中看不出的鐵心5的支腿。在鐵心5的上下磁軛和繞組1之間分別裝入了繞組壓制元件2。
在所示的實施例中，在上壓制元件2的區(qū)域內安裝了一個傳感器4。也可安裝多個傳感器4。傳感器4最好安置在壓制元件2的朝向主軛5的一邊。視結構和安裝情況之不同，選用能反應壓力和張力的傳感器4是合適的。
至少一個傳感器4是作為無線的即可以無線電應答的微型傳感器設計的。為此，傳感器4中所包含的傳感器元件至少與一個高頻或微波天線實現(xiàn)電連接，該天線稱為傳感器天線3。
鐵心5連同繞組1安放在電力變壓器上的一個箱體6內。在箱體6外面安置了一個應答電子裝置7，在經(jīng)過箱體6的一個壁引出的高頻引線8上連接著一應答天線9。應答天線9和傳感器天線3是如此安置的，使得可以實現(xiàn)無線電連通。應答電子裝置7包含一個發(fā)送器和一個接收器及一些監(jiān)控裝置。
通過應答電子裝置7而與傳感器4和天線3、9相連通的測量裝置可以優(yōu)選按一種OFW-技術設計的工作，這種技術例如在DE-A1-44-13 211和DE-A1-195 35 543中都有介紹。
OFW是聲學表面波的縮寫詞。無線電傳播是以在30MHz至3GHz范圍內的頻率實現(xiàn)的。OFW-傳感器都包含一個用壓電晶體做成的作為傳感器元件的小薄片。由應答裝置7發(fā)出的高頻信號被傳感器4的天線3所接收，并通過一個(交指型interdigital)轉換器而轉換成自處理的機械學OFW。經(jīng)過合適的反射性結構，自處理的機械學OFW又再反射到傳感器4內的轉換器，在這里它們被回換成電磁波，并由天線3反射出去。在OFW-傳感器上，應測量出的物理量必然影響到聲學表面波的性質。通常會改變處理速度和行程。機械力如彎曲力和壓力不僅會改變聲音的波長，而且會改變晶體的彈性常數(shù)，從而改變OFW-速度。在應答電子裝置7上要加以求值的有傳播時間或相移、信號振幅和信號形式以及諧振傳感器上中頻的位移。由于OFW-傳感器都是無源元件，也就是說在基片上都是無源元件，也就是說在基片上既沒有電池，也沒有有源電子元件，所以它們特別適合在簡陋的環(huán)境條件下長期使用。
圖2表示傳感器4和兩個與之相連的傳感器天線3的一種可行的布置。傳感器4含有作為芯片設計的傳感器元件40，該元件裝在一個密閉的有彈性的匣子10內。利用該匣子10可達到下述目的傳感器元件40可避免能導致信號失真和老化效應的各種化學影響。
此外，由于OFW-傳感器對膨脹/壓縮反應敏感，最好如下地裝入傳感器元件利用外殼形狀將壓縮力轉換成一種膨脹/壓縮。關于可彈性變形的傳感器4的實施例在圖3和4中再予以示明。
圖3表示傳感器4的結構，它將傳感器元件40安置在一個有彈性的變形體100中。圖4表示一個傳感器4同一個彈性元件11的組合。
圖5表示一種可行的天線布置。其中，多個傳感器天線3同一個共同的應答天線9協(xié)同工作。
圖8與前面述及的圖6和圖7相似，表示一條與時間相關的壓緊力曲線，但是在線利用本發(fā)明提出的一種裝置經(jīng)過幾年連續(xù)工作而求得。
但是，利用同一裝置也可以如在短路情況下經(jīng)過一個很短的時間間隔如經(jīng)過100毫秒求得壓緊力的動態(tài)變化，如圖9所示。
權利要求
1.用于測量壓緊力的裝置，該壓緊力在電力變壓器或其它強電技術設備上通過繞組壓制元件(2)被施加到繞組(1)上，依此a)在繞組壓制元件(2)上至少裝入一個具有能反映出壓力或張力的傳感器元件的傳感器(4)，b)安裝傳感器(4)的目的在于經(jīng)過一種無線電連通而與一應答電子裝置(7)相對應。
2.按權利要求1所述的裝置，其特征在于傳感器(4)與至少一個傳感器天線(3)實現(xiàn)電連接。
3.按權利要求1或2所述的裝置，其特征在于應答電子裝置(7)安置在一個含有繞組(1)的變壓器箱體(6)外部，并利用一條通過箱體(6)的壁引出的高頻引線(8)而與應答天線(9)相連。
4.按權利要求3所述的裝置，其特征在于應答電子裝置(7)和傳感器(4)組合的目的是一個由應答電子裝置(7)發(fā)送的高頻信號被接收在傳感器(4)中，并將之轉換成一個機械學的表面波，該表面波在傳感器(4)中進行自處理，被反射，在回換成電磁波之后被送往應答電子裝置(7)，在此被接收并加以分析。
5.按以上權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于傳感器(4)包含一個OFW(聲學表面波)-傳感器元件(40)。
6.按以上權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于傳感器(4)在結構上利用了一個傳感器元件(40)，該元件裝在一個密封的匣子(100)內，該匣子是作為彈性變形體設計的。
7.按權利要求1至5中的任一項所述的裝置，其特征在于傳感器(4)套裝在一個彈性元件(11)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測量壓緊力的裝置,這種壓緊力是在電力變壓器或其它強電技術設備上由一個繞組壓制元件(2)施加到繞組(1)上的,于此,在繞組壓制元件(2)上至少裝入一個具有能反應壓力或張力的傳感器元件(40)的傳感器(4),而傳感器(4)是為下述目的裝配的:經(jīng)過一種無線電連通而與一應答電子裝置(7)相對應。
文檔編號H01F27/30GK1365442SQ00810946
公開日2002年8月21日 申請日期2000年7月14日 優(yōu)先權日1999年7月28日
發(fā)明者N·L·范塔納, A·加施, A·沃格爾 申請人:Abb專利有限公司