[發明專利]基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器

在審

• 申請號: 202210052464.1
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114487931A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張曉星;宋午;沈悅;賀一峰;張國治;田雙雙;金碩
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;G01F23/24;G05D9/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本發明涉及油浸式變壓器事故監測技術，具體涉及基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器，包括浮標外殼、銅質小環天線、阻抗匹配器、配重套筒固定孔、底座、緩沖殼、配重套筒、信號源、天線電阻檢測電路、信號發射電路、移動終端設備、水位傳感器和排水裝置；緩沖殼固定于底座外表面，配重套筒通過配重套筒固定孔固定于銅質小環天線上，銅質小環天線與阻抗匹配器相連接固定于浮標外殼表面，浮標外殼內置有與銅質小環天線相連的天線電阻檢測電路以及信號發射電路，信號發射電路分別與移動終端設備和排水裝置無線連接；水位傳感器與排水裝置無線連接。該傳感器降低了檢測結構的復雜性，提高了檢測系統的穩定性和精確性，具有較高的經濟效益。

技術領域

本發明屬于油浸式變壓器事故監測技術領域，特別涉及基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器。

背景技術

油浸式電力變壓器使用變壓器油作為絕緣和散熱的介質，主要應用于高電壓等級的變電站，特別是超高壓、特高壓等級的變電站，其體積龐大，內部的變壓器油高達幾十噸以上。

當油浸式變壓器發生短路、過載情況或是受到自身結構的影響，像焊接質量不良、零件加工質量差以及密封材料的老化等因素會發生漏油事故。泄露的變壓器油如果不能被巡檢人員及時發現的話會造成嚴重的安全隱患，甚至可能發生火災造成人員傷亡的情況。傳統的人員巡檢方式不但耗費較大的人力，而且檢測精確度較低，更難以做到實時監測變壓器的運行狀況。

當油浸式變壓器運行時間長、閑置過久或其他自然人為因素的影響，造成內部進水或油質劣化等現象，必須對變壓器進行換油和干燥，否則會降低變壓器的絕緣性能，極大地影響變壓器安全穩定運行。當變壓器需要進行換油和干燥等維修操作時，需要將變壓器油排放到事故油池中，臨時儲存。因此，需要了解儲存到事故油池中油量的體積。

變壓器事故油池是油浸式電力變壓器發生故障(變壓器漏油事故、發生火災事故等)和維修(對變壓器進行換油和干燥處理等)時的排油裝置，平時會有雨水、雪水流入。當大量的雨水流入事故油池后，需要自動排水裝置定期將雨水排走，防止影響變壓器油的臨時儲存。但是排出的水中往往混有變壓器油及其分解物，尤其是變壓器油分解物中含有多種且大量的有害物質，如：多環芳烴、苯系物、重金屬等等。排出的水未經處理會對自然環境、莊稼植被甚至是人體健康構成巨大威脅。為防止這種情況的發生，當前的變壓器事故油池大多數附加了油水分離裝置。無論事故油池是否有變壓器油，油水分離裝置都會一直運行。這不僅會增加事故油池建造的復雜性，更加大了工程費用和運行維護費用。

因此，一種可以實時在線預警變壓器漏油事故、防止變壓器油隨水外排污染環境以及精確檢測變壓器事故油池中變壓器油面狀態，包括變壓器油的出現、消失和油面厚度的小型化傳感器裝置亟待研究。

發明內容

針對背景技術存在的問題，本發明提供一種通過檢測天線電阻來監測變壓器事故油池油面狀態的技術及其裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器，包括浮標外殼1、銅質小環天線2、阻抗匹配器3、配重套筒固定孔4、底座5、緩沖殼6、配重套筒7、信號源9、天線電阻檢測電路10、信號發射電路15、移動終端設備17、水位傳感器19和排水裝置21；緩沖殼6固定于底座5外表面，配重套筒7通過配重套筒固定孔4固定于浮標外殼1上，銅質小環天線2與阻抗匹配器3相連接固定于浮標外殼1表面，浮標外殼1內置有與銅質小環天線2相連的天線電阻檢測電路10以及信號發射電路15，信號發射電路15分別與移動終端設備17和排水裝置21無線連接；水位傳感器19與排水裝置21無線連接。

在上述基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器中，信號源9與天線電阻檢測電路10連接，天線電阻檢測電路10包括依次連接的通道選擇電路11、檢波電路12、AD轉換電路13和單片機14，信號發射電路15與單片機14相連接。

在上述基于天線電阻的變壓器事故油池油面監測傳感器中，信號源9采用95MHz-105MHz的電磁波作為信號輸出。