[發明專利]變壓器智能集氣盒及其控制方法

在審

• 申請號: 202011644235.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112863818A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 謝煒;陳挺;周川;王滿平
• 申請（專利權）人: 杭州柯林電氣股份有限公司
• 主分類號: H01F27/14
• 分類號: H01F27/14;H01F27/40;H02J13/00
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

1.變壓器智能集氣盒，包括變壓器油枕和變壓器油箱，其特征在于，還包括裝滿有變壓器油的密封箱、透明豎直玻璃管、控制器、存儲器、變壓器故障監控平臺和無線模塊；

在密封箱的右箱壁下端設有箱進油孔，在密封箱的右箱壁上端設有箱出油孔，在密封箱的上箱壁上設有上箱孔；

在箱進油孔上和箱出油孔上分別密閉固定對接連接有箱進油管和箱出油管，箱進油管的進油端高于密封箱的上端面所在位置，箱出油管的出油端低于密封箱的下端面；

密封箱的上箱壁內頂面為朝上拱的球壁面，箱出油孔位于上箱壁的中心；

一根設有一號單向電磁閥的一號豎直管的外管壁下端密閉固定連接在上箱孔內，并且一號豎直管的下管口與上箱孔的下孔口對齊；

在一號單向電磁閥的下表面上固定設有拉力傳感器，在密封箱內還設有能漂浮在變壓器油上的浮力球；一根一號彈簧的上端固定連接在拉力傳感器的拉鉤上，該一號彈簧的下端固定連接在浮力球上，并且一號彈簧在豎直自然長度狀態下時浮力球的上表面正好接觸密閉壓在一號豎直管的下管口上，并且此時拉力傳感器檢測到浮力球的拉力為零；

透明豎直玻璃管的下管口對接連接在一號豎直管的上管口上，在透明豎直玻璃管內密閉上下滑動設有密封滑塊；

從而在一號單向電磁閥和密封滑塊之間的透明豎直玻璃管管腔內形成氣體顏色觀察腔；

一個遮光罩的罩口密閉連接在密封箱的上箱壁外表面上，并將透明豎直玻璃管密封在遮光罩內；在位于透明豎直玻璃管右方的遮光罩內設有A背景布，在位于透明豎直玻璃管左方的遮光罩內設有一號攝像頭；

在位于一號單向電磁閥上方的一號豎直管上設有側壁排氣孔，一根設有二號單向電磁閥的點火檢測導氣管的進氣口密閉固定對接連接在一號豎直管的側壁排氣孔上；在點火檢測導氣管的出氣口一側方設有可遠程控制點火的點火裝置，并且點火裝置能點燃從點火檢測導氣管的出氣口噴出的可燃氣體；在點火檢測導氣管的出氣口側上方設有二號攝像頭；

在遮光罩內設有照明燈；在位于一號單向電磁閥處的氣體顏色觀察腔內設有氣味檢測傳感器；

點火檢測導氣管的出氣口朝上布置，在點火檢測導氣管的出氣口上方設有溫度傳感器；

在透明豎直玻璃管內的上端朝下設有用于檢測密封滑塊高度位置的測距傳感器，在位于測距傳感器下方的透明豎直玻璃管的內壁上固定設有限位塊；

將箱進油管的進油端密閉固定對接連接在變壓器油枕的出油口上；將箱出油管的出油端密閉固定對接連接在變壓器油箱的進油口上；

測距傳感器、每個溫度傳感器、照明燈的控制端、存儲器、無線模塊、一號單向電磁閥的控制端、拉力傳感器、一號攝像頭的控制端、二號單向電磁閥的控制端、點火裝置的控制端、二號攝像頭和氣味檢測傳感器分別與控制器相連接；控制器通過無線模塊與變壓器故障監控平臺無線連接。

2.根據權利要求1所述的變壓器智能集氣盒，其特征在于，在密封箱內還設有隔板，隔板的前端面、后端面和右端面分別密閉固定連接在密封箱內的前箱壁上、后箱壁上和右箱壁上，隔板的左端面與密封箱的左箱壁間隔布置，隔板的右端面密閉固定連接在位于箱出油孔和箱進油孔之間的右箱壁上，隔板從左往右朝上傾斜布置。

3.根據權利要求1所述的變壓器智能集氣盒，其特征在于，在遮光罩的外壁上豎直固定設有上下均開口的遮風罩，點火檢測導氣管的出氣口設置在遮風罩的下開口內，在遮風罩上方的遮光罩的外壁上設有遮雨罩；點火裝置、二號攝像頭和溫度傳感器均設置在遮風罩內。

4.根據權利要求1所述的變壓器智能集氣盒，其特征在于，在遮光罩上設有通氣孔，在通氣孔內設有防塵過濾海綿。

5.根據權利要求1所述的變壓器智能集氣盒，其特征在于，在點火檢測導氣管的出氣口正上方設有金屬導熱網，溫度傳感器的溫度檢測端連接在金屬導熱網上。

6.根據權利要求1所述的變壓器智能集氣盒的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：

在變壓器油箱內產生氣體時，氣體就會從變壓器油箱內經過箱出油管進入到密封箱內的頂部，氣體匯集在密封箱內的頂部越多，在位于密封箱內變壓器油的上表面就會受到氣體向下的擠壓力，氣體越多擠壓力越大，位于密封箱內變壓器油的上表面受到氣體的擠壓力后就會下降，下降的變壓器油會通過箱進油管進入到變壓器油枕內；

浮力球是漂浮在變壓器油的上表面上的，浮力球所處位置的高低會隨變壓器油的上表面高低而跟著變化；根據拉力傳感器檢測到的拉力大小即可知道在密封箱內變壓器油的上表面高度，也就知道了密封箱內頂部有沒有氣體；

當拉力傳感器檢測到的拉力大小在設定值H1以上時，控制器立即向變壓器故障監控平臺發出報警信號，變壓器故障監控平臺端的工作人員即可通過遠程控制向控制器發出指令；

在控制器的控制下，讓一號單向電磁閥打開，二號單向電磁閥關閉，讓位于密封箱內頂部的氣體進入到透明豎直玻璃管的顏色觀察腔內；

當出現拉力傳感器檢測到浮力球的拉力在設定時長內一直大于零并且該拉力大小在該設定時長內沒變化時，則說明此時變壓器油枕內的變壓器油上表面低于密封箱的上表面，說明變壓器存在漏油問題，從而獲得漏油信息；

在拉力傳感器檢測到浮力球的拉力等于零時，讓測距傳感器測量密封滑塊所在的高度位置獲得顏色觀察腔的容量，進而獲得變壓器故障產生了多少量的氣體量大小信息；

然后關閉一號單向電磁閥，此時二號單向電磁閥仍然處于關閉狀態，讓照明燈打開，工作人員即可通過一號攝像頭對顏色觀察腔內的氣體顏色進行觀察或拍攝來獲取氣體顏色信息；同時讓氣味檢測傳感器對顏色觀察腔內的氣體進行氣味檢測來獲取氣體氣味信息；

然后打開二號單向電磁閥，此時一號單向電磁閥仍然處于關閉狀態，并讓點火裝置對從點火檢測導氣管的出氣口噴出的氣體進行點火，

工作人員即可通過二號攝像頭對火焰進行觀察或拍攝來獲取氣體燃燒信息，并同時讓溫度傳感器對火焰大小進行檢測來獲取氣體火焰溫度信息；由于密封滑塊的作用讓氣體從點火檢測導氣管的出氣口噴出的流速是均勻的，溫度傳感器檢測到的溫度大則說明氣體點燃后的火焰大，氣體易燃燒；溫度傳感器檢測到的溫度大小則說明氣體點燃后的火焰小，氣體不易燃燒；

控制器借助無線模塊將氣體量大小信息、漏油信息、氣體顏色信息、氣體氣味信息、氣體是否可燃燒信息和氣體火焰溫度信息一并上傳到變壓器故障監控平臺，變壓器故障監控平臺端的工作人員即可根據控制器上傳來的信息對變壓器故障進行管理；

根據漏油信息即可知道變壓器的漏油嚴重情況；

根據氣體量大小信息即可知道變壓器故障的嚴重情況；

如果氣體無色、氣體無味、氣體不可燃燒、氣體無火焰溫度，則說明在密封箱內頂部的氣體是空氣，從而說明變壓器油箱存在密封不嚴故障；如果此時的氣體量大則說明變壓器的密封問題嚴重，如果此時的氣體量小則說明變壓器的密封問題不嚴重；

如果氣體黃色、氣體無味、氣體可燃燒、氣體火焰溫度低，則說明在密封箱內頂部的氣體是由于變壓器油箱內部的木質故障產生的氣體，從而說明變壓器油箱內部木質部分出現了故障；如果此時的氣體量大則說明變壓器油箱內部木質部分的故障嚴重，如果此時的氣體量小則說明變壓器油箱內部木質部分的故障不嚴重；

如果氣體淡灰色、氣體有臭味、氣體可燃燒、氣體火焰溫度高，并且是則說明在密封箱內頂部的氣體是由于變壓器油箱內部的紙質故障產生的氣體，從而說明變壓器油箱內部紙質部分出現了故障；如果此時的氣體量大則說明變壓器油箱內部紙質部分的故障嚴重，如果此時的氣體量小則說明變壓器油箱內部紙質部分的故障不嚴重；

如果氣體灰黑色、氣體無味、氣體可燃燒、氣體火焰溫度較高，則說明在密封箱內頂部的氣體是由于變壓器油箱內部的鐵質故障使絕緣油分解產生的氣體，從而說明變壓器油箱內部鐵質部分出現了故障；如果此時的氣體量大則說明變壓器油箱內部鐵質部分的故障嚴重，如果此時的氣體量小則說明變壓器油箱內部鐵質部分的故障不嚴重。