一种电力设备的油位智能监测装置和含油的电力设备的制作方法

1.本实用新型涉及油位检测技术领域，具体涉及一种电力设备的油位智能监测装置和含油的电力设备。


背景技术：

2.在电力系统中，高压电气设备由于绝缘和灭弧的需要，采用了充油作为介质。因此，做好充油电力设备油位的运行监视和异常状况的分析处理工作，确保设备内部油的绝缘性能及油位正常，对于电气设备的安全稳定运行具有十分重大的意义。变电站的各类充油设备大多是露天布置，受到运行负荷、气候变化和周围环境的影响，使其运行状态会发生改变。充油设备运行时间长，运行油温高，促使油质、油位发生变化，油位的过高或过低会导致油质受潮绝缘下降，灭弧能力降低等危害。若油位过高，当充油设备发生故障时电弧高温使油分解出大量气体，由于缓冲空间过小、压力过大引起喷油，严重时可能发生变形甚至爆炸；若油位过低，或者密封劣化，设备内部进入潮气，使充油设备部分结构绝缘下降，当充油设备故障时，电弧可能冲击油面，使游离气流混入空气引起爆炸或发生绝缘事故。故充油设备对其油位的高低都要求十分严格，因此实时监测变电站充油设备油位，避免异常造成事故的扩大十分必要。
3.目前，变电站少油设备油位观察由运维人员定期观察油位视窗进行，例如，电压互感器，在波纹管的底部，出于安全运行考虑视窗直径很小，油位视窗长期暴露在户外造成视窗老化、模糊、污染，影响油位观察准确性。部分少油设备油位视窗位于高处(如：变压器高压侧套管等)，距离地面高度10米左右甚至更高，运维人员无法直接用肉眼观察，只能间接利用望远镜观察。由于观察周期的限制，运维人员无法实时监测，出现油位异常时不能及时发现，造成设备安全运行隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电力设备的油位智能监测装置和含油设备。
5.本实用新型提供一种电力设备的油位智能监测装置，包括：
6.密封接口，其一侧用于套装传感器并与所述电力设备的取油口密封连接；其另一侧连接数据发送模块；
7.所述数据发送模块，包括：密封连接所述传感器的第一光纤收发器，所述第一光纤收发器件连接第一波分复用器；
8.数据接收模块，包括：第二波分复用器、第二光纤收发器、处理器和信号收发器；
9.所述第二波分复用器，通过光纤连接所述数据发送模块，用于解调光信号；
10.所述第二光纤收发器，连接所述第二波分复用器，收到的光信号转换为电信号；
11.所述处理器，用于对所述电信号分析输出结果；
12.所述信号收发器，用于传输所述分析的结果。
13.优选的，所述传感器包括至少以下之一，温度传感器、湿度传感器、液压传感器。
14.优选的，还包括：用于将所述数据接收模块固定在立柱上的环形抱箍。
15.优选的，所述电力设备为电压互感器/变压器套管。
16.优选的，所述第一光纤收发器或所述第二光纤收发器为：多模/单模光纤收发器；
17.所述信号收发器，包括：4g或5g无线模块。
18.优选的，本实用新型还提供一种含油的电力设备，具有取油口，包括含油设备本体和上述的一种电力设备的油位智能监测装置，所述油位智能监测装置的液压传感器延伸至所述含油的电力设备内，所述密封接口密封所述取油口。
19.本实用新型实施例的一种含油设备的有益效果如下：
20.一方面，将多种传感器设置在含油设备本体的油箱底部的取油口位置，以监测含油设备本体的充油部分内的情况，实现对含油设备本体的油箱中的温度、压力或湿度等远程监控，避免因观察不便、不清楚油位等问题的出现，监测精度高、易于维护，而且通过光纤功能实现高压电器设备绝缘，可靠性高，能够减少运维人员作业量，以提高运维工作质效，不需要运维人员靠近待监测含油设备，即可实现油位的监控，能够保证运维人员的人身安全。另一方面，采用光纤传输，可以避免现场的电力设备的电场的干扰，将数据接收模块可以放置距离检测设备较远的位置进行状态监控，从而避免了干扰。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的一种油位智能监测装置的结构示意图之一；
22.图2为本实用新型实施例的一种油位智能监测装置的结构示意图之二；
23.图3为实用新型实施例的配合抱箍固定装置外壳的快拆部件示意图；
24.图4为实用新型实施例的配合抱箍固定装置外壳的套轴齿轮卡件示意图；
25.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
26.1、少油设备外壳壳体；2、取油口；3、光纤；4、湿度传感器；5、温度传感器；6、液压传感器；71、第一光纤收发器；81、第一波分复用器；72、第二光纤收发器；82、第二波分复用器；9、供电电源；9-1、远程控制开关；10、电源监测管理模块；10-1、电源回路；11、信号处理模块(fpga)；12、装置外壳；12-1、快拆连接件；12-2、啮合齿条；12-3、套轴齿轮；12-4、套轴齿轮卡件；12-5、l形钩；13、网络信号线；14、信号收发器；15、网络信号；16、无线网络；17、智能终端；18、第一光纤；19、第二光纤；20、第三光纤。
具体实施方式
27.为清楚说明本实用新型中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
28.如图1所示，本实用新型的一种电力设备的油位智能监测装置，该监测装置用于固定在少油设备外壳壳体1的支撑部件上，少油设备可以是变压器套管；例如，在实施例中，该支撑部件可以是主变高中压套管的下方支柱上，该壳体通常为圆柱形或方柱形；包括：
29.密封接口，在图1中，与取油口2适配，其一侧用于套装传感器并与所述电力设备的取油口密封连接；其另一侧连接数据发送模块；数据发送模块封装在密封接口上，传感器采用湿度传感器4、温度传感器5、液压传感器6；三个传感器延伸至电力设备的内部。
30.所述数据发送模块，包括：密封连接所述传感器的第一光纤收发器71，所述第一光
纤收发器71连接第一波分复用器81；用于将三个传感器采集的信号调制成光信号，通过光纤传输。
31.数据接收模块，具有装置外壳12；包括：第二波分复用器82、第二光纤收发器81、处理器和信号收发器；处理器可以采用arm芯片或信号处理模块(fpga)等具有信号分析运算功能的器件。
32.处理器可以用于对信号采集，筛选出符合阈值要求的信号，通过无线网络发送至智能终端。
33.当然，也可以对采集温度、湿度、压力三种信号的一种或多种进行分析，以获得相应的故障预测情况。
34.所述第二波分复用器，通过光纤连接所述数据发送模块，用于解调光信号；
35.所述第二光纤收发器81，连接所述第二波分复用器，收到的光信号转换为电信号。
36.通过采用上述的实现方案，采用光传输的方案，可以将数据接收模块放置在远离含油的电力设备的位置，从而避免电力设备的磁场/电场的影响。特别是在用于电压互感器、变压器套管或电容式互感器、以及主变高压套管等，这些互感器或变压器的套管通常架设比较高，一般是几米或者十米及以上的高度。
37.将数据接收模块的装置外壳12可以采用轧带或抱箍等结构固定在互感器的底部，采用第一光纤18、第二光纤19、第三光纤20传输，实现了远离互感器的电场干扰，防止电磁信号对数据接收模块的干扰。进一步，由于采用光纤传输，可以将数据接收模块放置在远离互感器的更远的位置。
38.进一步的，还可以采用网络信号线将信号传输至信号收发器，如4g/5g模块内，通过无线实现数据传输，并通过无线网络发送至智能终端。
39.进一步的，实施例内的监测装置，还可以增加远程控制开关，实现远程的启动和关闭。
40.优选的，实施例中的装置，光纤收发器为：可以采用多模/单模光纤收发器；优选多模方式。
41.所述信号收发器，包括：4g或5g无线模块。
42.优选的，在实施例中，除了抱箍或轧带的方式固定数据接收模块，还可以采用快拆结构的抱箍实现固定。
43.参见图3的示意图，快拆功能的快拆连接件12-1，其包括：两个啮合齿条12-2、套轴齿轮12-3、套轴齿轮卡件12-4、两个l形钩12-5；两个啮合齿条12-2分别连接抱箍，快拆连接件12-1整体放置在条形、截面为方形的隧道状的通槽内，套轴齿轮12-3固设在槽内；两个l形钩12-5可以在套轴齿轮12-3的旋转过程中，实现相向/相反移动，从而实现抱箍的卡紧或松开。
44.两个l形钩12-5可以实现钩挂装置外壳12表面上的两个对应的弹性卡钩，从而实现数据接收模块的固定。
45.套轴齿轮卡件12-4为弹性可旋转的圆柱插拔结构，套装在槽壁上，在弹簧作用下，卡持在齿轮的中间，实现锁紧。其卡持位置为45度的锁舌状的锥形，可以实现在套轴齿轮12-3在转动到合适位置，锁死固定，实现类似棘轮的作用。拔出后，反向转动套轴齿轮12-3，实现两个啮合齿条12-2远离分开，脱离槽体，实现数据接收模块的外壳拆卸。
46.将装置相关数据通过网络信号线13发送至无线传输模块14，无线传输模块14通过无线网络16，将相关数据发送至装有app软件的智能终端17，起到接收传输数据的作用。
47.装有app软件的智能终端17，app软件包括多个可以编辑名称的变电站模块单元及带有编号的油位智能监测装置模块单元，每个单元对应一个待监测含油设备，每个油位智能监测装置模块单元有设置、实时查看、报警、控制等功能。打开app后选择进入模块单元，当选择实时查看功能时，即可查看当前编号对应待监测含油设备内部油压、油温、微水含量、少油设备油位智能监测装置运行状态及工况。通过压力可以估计油位，通过温度、湿度可以监测运行状态。
48.进一步，当选择设置功能时，即可对少油设备油位智能监测装置油位告警数值进行设置，当油位(高)低于设定值或者异常升高、降低则装置告警。
49.app软件根据供电电源9输出电压范围实时监测少油设备油位智能监测装置运行状态，启动后若范围超出设定值，则告警并提示编号，通过发送远程控制指令，反馈至采集传输部分远程控制装置停止，通知运维人员前往现场检查供能回路；app软件将装置启动后，若长时间油压、油温、微水含量无数据时，则装置告警，提醒运维人员前往现场查看相应传感光纤。
50.进一步地，实现全站所有变电站少油设备油位智能监测装置、少油设备内部油压、油温、微水含量实时监测，包括显示屏、网络采集分析装置，将所有网络信号15接收至网络采集分析装置，通过显示屏显示变电站所有少油设备内部油压、油温、微水含量、少油设备油位智能监测装置运行状态及工况，同时将信息发送至终端查看。如需远程控制，把app软件的控制指令发送到指定箱体的无线传输模块14，通过遥控模块控制少油设备油位智能监测装置启动、停止。
51.本新型还提供一种含油的电力设备，具有取油口，包括含油设备本体和实施例中的一种电力设备的油位智能监测装置，所述油位智能监测装置的液压传感器延伸至所述含油的电力设备内，所述密封接口密封所述取油口。所述含油设备本体为变电站的少油设备，如油浸式电压互感器/电容互感器、变压器高压侧套管等。
52.对于本实用新型各个实施例中所阐述的装置，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电力设备的油位智能监测装置，其特征在于，包括：密封接口，其一侧用于套装传感器并与所述电力设备的取油口密封连接；其另一侧连接数据发送模块；所述数据发送模块，包括：密封连接所述传感器的第一光纤收发器，所述第一光纤收发器连接第一波分复用器；数据接收模块，包括：第二波分复用器、第二光纤收发器、处理器和信号收发器；所述第二波分复用器，通过光纤连接所述数据发送模块，用于解调光信号；所述第二光纤收发器，连接所述第二波分复用器，收到的光信号转换为电信号；所述处理器，用于对所述电信号分析输出结果；所述信号收发器，用于传输所述分析的结果。2.根据权利要求1所述的一种电力设备的油位智能监测装置，其特征在于，所述传感器包括至少以下之一，温度传感器、湿度传感器、液压传感器。3.根据权利要求1所述的一种电力设备的油位智能监测装置，其特征在于，还包括：用于将所述数据接收模块固定在立柱上的环形抱箍。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种电力设备的油位智能监测装置，其特征在于，所述电力设备为电压互感器或变压器套管。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种电力设备的油位智能监测装置，其特征在于，所述第一光纤收发器或所述第二光纤收发器为：多模/单模光纤收发器；所述信号收发器，包括：4g或5g无线模块。6.一种含油的电力设备，具有取油口，其特征在于，包括含油设备本体和权利要求1至3任一项所述的一种电力设备的油位智能监测装置，所述油位智能监测装置的液压传感器延伸至所述含油的电力设备内，所述密封接口密封所述取油口。

技术总结
本实用新型涉及油位检测技术领域，具体涉及一种电力设备的油位智能监测装置和含油的电力设备，包括：密封接口，其一侧用于套装传感器并与所述电力设备的取油口密封连接；其另一侧连接数据发送模块；所述数据发送模块，包括：密封连接所述传感器的第一光纤收发器，第一光纤收发器连接第一波分复用器；数据接收模块，包括：第二波分复用器、第二光纤收发器、处理器和信号收发器；实现对待监测含油设备的充油部分的参数的远程监控，避免了现场的电磁干扰，保证设备安全运行。保证设备安全运行。保证设备安全运行。


技术研发人员：王浩 陈巳阳 蒋超伟 邹洪森 彭晋 李宁 王来源 冉迪 陈学
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司超高压公司
技术研发日：2022.10.09
技术公布日：2023/9/16