專利名稱：用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖光柵傳感器，尤其涉及一種用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器。
背景技術(shù)：
電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，其運行狀況對電力系統(tǒng)安全可靠運行關(guān)系極大。對于油浸式變壓器，其壽命實際主要是固體絕緣的壽命。促使絕緣老化的主要因素是溫度、水分和氧氣，其中在變壓器帶負載時，熱效應(yīng)的作用最為突出。可以說熱效應(yīng)是變壓器老化的決定性因素。也就是說變壓器繞組絕緣的熱老化速度與繞組的熱點溫度有關(guān)。因此，對于變壓器繞組的溫度實時監(jiān)測，對了解油浸變壓器的運行狀況，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適當降低變壓器繞組運行溫度和控制繞組最高熱點溫度，從而延長繞組絕緣物的使用壽命顯得尤為重要。由此可見，變壓器繞組溫度的測量對于變壓器事故的預警以及及時動作有著及其重要的意義。目前繞組溫度計是一種常見的測量變壓器繞組溫度的專業(yè)監(jiān)測儀表。由于變壓器繞組本身是一個帶電體，直接測量變壓器繞組溫度在絕緣處理具有較大難度，特別是電壓等級較高的繞組，因此，繞組溫度計實際上是利用熱模擬測量技術(shù)來測量電力變壓器繞組最熱溫度的。所謂熱模擬測量技術(shù)是在易測量的變壓器頂層油溫Ttl基礎(chǔ)上，再施加一個變壓器負荷電流變化的附加溫升AT，由此二者之和TdAT即可模擬變壓器最熱點溫度。這種溫度計雖然在一定程度上彌補了基于只檢測油頂層溫度來推斷繞組溫度以作為變壓器運行工況的判據(jù)的方法而導致的測量不準確、不及時、不直觀的弱點，但其測試方法仍然無法改變模擬計算帶來的誤差，存在測試誤差大的缺點，并且由于安裝在變壓器上的測溫設(shè)備經(jīng)過一段時間運行后精度降低，測量誤差增大，產(chǎn)品長期穩(wěn)定性較差，存在隱患，這將給變壓器的運行帶來一定程度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中安裝在變壓器上的測溫設(shè)備經(jīng)過一段時間運行后易污染油氣，精度降低，測量誤差增大的缺陷，提供一種可實現(xiàn)浸油變壓器內(nèi)部繞組和其他重點監(jiān)控部位的直接溫度測量，且測量準確性高的光纖光柵測溫傳感器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器，包括光纖光柵和絕緣外殼；
所述光纖光柵的傳感光柵外部設(shè)有耐高溫涂覆層，所述光纖光柵的尾纖外部套有耐高溫的第一保護套管，所述傳感光柵和部分所述尾纖封裝在所述絕緣外殼內(nèi)，所述絕緣外殼內(nèi)填充抗有機溶劑的填充料。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述抗有機溶劑的填充料為硅酮膠。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述抗有機溶劑的填充料為經(jīng)脫泡處理后的硅酮膠。
本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述絕緣外殼為一開口容器，其開口的一端外側(cè)以及置于所述絕緣外殼外的尾纖上還套有絕緣的第二保護套管。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述絕緣外殼為細石英管或陶瓷管。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述耐高溫涂覆層為聚酰亞胺涂層。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述第一保護套管為聚四氟乙烯緊套管。本發(fā)明所述的光纖光柵測溫傳感器中，所述第二保護套管為聚四氟乙烯螺旋管。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明通過在光纖光柵的傳感光柵外部設(shè)耐高溫涂覆層，光纖光柵的部分尾纖外部套設(shè)耐高溫的第一保護套管，將光纖光柵和部分所述尾纖封裝在絕緣外殼內(nèi)，并在絕緣外殼內(nèi)填充抗有機溶劑的填充料；使光纖光柵測溫傳感器具有良好的耐高溫油浸性能，可長期放置在變壓器絕緣油中使用，且可實現(xiàn)浸油變壓器內(nèi)部繞組和其他重點監(jiān)控部位的直接溫度測量，避免了電氣類傳感器間接測量的不準確、不及時和不直觀的問題。_


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明實施例用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器，包括光纖光柵和絕緣外殼2 ;光纖光柵包括傳感光柵I及與其連接的光纖6。傳感光柵I可選用布拉格光柵。傳感光柵I外部設(shè)有耐高溫涂覆層，本發(fā)明實施例中該耐高溫涂覆層為聚酰亞胺涂層。涂有聚酰亞胺涂層的傳感光柵I能夠在高達300°c的溫度下穩(wěn)定工作，確保精確的溫度測量且涂覆層能夠確保不與化學品發(fā)生反應(yīng)。尾纖外部套有耐高溫的第一保護套管3，本發(fā)明的一個實施例中第一保護套管3為聚四氟乙烯緊套管。聚四氟乙烯緊套管為耐高溫光纖光柵的保護套管，其主要用于保護與聚酰亞胺類耐高溫光纖光柵連接光纖的尾纖部分，增強光纖的可靠性和絕緣性。傳感光柵I和部分尾纖封裝在絕緣外殼2內(nèi)，絕緣外殼2內(nèi)填充抗有機溶劑的填充料。該抗有機溶劑的填充料為一種惰性試劑，可長期浸泡在油氣環(huán)境中使用，其主要用于對光纖光柵感溫部分(即傳感光柵I)提供絕緣封裝保護；具體用于將聚酰亞胺類耐高溫光纖光柵固定，同時將第一保護套管3與絕緣外殼2粘接。在本發(fā)明的一個較佳實施例中，抗有機溶劑的填充料為硅酮膠。在變壓器絕緣油內(nèi)，含氣量直接影響超高壓變壓器的絕緣性能，當油中存在懸浮的氣泡時，在氣體與液體的交界面，由于兩者的介電系數(shù)不同，界面電場將產(chǎn)生畸變，且氣體的耐電強度低，會產(chǎn)生氣泡放電。因此，含氣量成為變壓器油的主要控制指標之一。60kv級以上變壓器要求進行真空注油和成品試驗前的靜放處理，其目的就是為了消除變壓器器身內(nèi)部和油中氣泡。因此，用于變壓器繞組測溫的傳感器內(nèi)如有氣泡，將直接影響變壓器電場均勻程度，造成變壓器局部放電、耐壓擊穿，給變壓器的運行帶來安全隱患。為了不增加變壓器油的含氣量指標，在本發(fā)明的另一實施例中，將硅酮膠先進行脫泡處理，經(jīng)過脫泡處理后的硅酮膠內(nèi)不含任何氣泡。在上述實施例的基礎(chǔ)上，進一步地，如圖1所示，絕緣外殼2為一開口容器，其開口的一端外側(cè)以及置于絕緣外殼2外的尾纖上還套有絕緣的第二保護套管5。本發(fā)明的一個實施例中第二保護套管5可采用聚四氟乙烯螺旋管。其一端密封裹覆絕緣外殼2的開口端，其余部分則包覆在從絕緣外殼2內(nèi)伸出的尾纖。聚四氟乙烯螺旋管用于提高傳感器的整體絕緣性能，并對傳感器的尾纖進行二次保護。本發(fā)明的一個實施例中，絕緣外殼2為細石英管或陶瓷管。石英或陶瓷管以及硅酮膠都是導熱材料，且石英或陶瓷管的熱膨脹系數(shù)與光纖光柵的基本一致，硅酮膠不影響光纖光柵本身的特性，因此，傳感器的封裝不會對光纖光柵本身的感溫性能造成任何影響，同時提高了器件的可靠性。本發(fā)明的用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器可直接測量油浸變壓器內(nèi)部繞組和其他重點監(jiān)控部位的溫度。綜上，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1)本發(fā)明可實現(xiàn)油浸變壓器內(nèi)部繞組和其他重點監(jiān)控部位的直接溫度測量，避免了電氣類傳感器間接測量的不準確、不及時和不直觀的問題；
2)傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工藝較容易實現(xiàn)；
3)本發(fā)明使用的材料均具有高絕緣性，傳感器的耐壓值可滿足大型浸油變壓器的業(yè)內(nèi)要求，并且不影響大型浸油變壓器本身的絕緣性能；
4)傳感器具有良好的耐高溫油浸性能，可長期放置在變壓器絕緣油中使用。5)本發(fā)明基于光纖光柵對溫度進行測量，體積小、重量輕、抗電磁干擾能力強，對變壓器不造成任何負荷。應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，包括光纖光柵和絕緣外 殼; 所述光纖光柵的傳感光柵外部設(shè)有耐高溫涂覆層，所述光纖光柵的尾纖外部套有耐高溫的第一保護套管，所述傳感光柵和部分所述尾纖封裝在所述絕緣外殼內(nèi)，所述絕緣外殼內(nèi)填充抗有機溶劑的填充料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述抗有機溶劑的填充料為硅酮膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述抗有機溶劑的填充料為經(jīng)脫泡處理后的硅酮膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述絕緣外殼為一開口容器，其開口的一端外側(cè)以及置于所述絕緣外殼外的尾纖上還套有絕緣的第二保護套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述絕緣外殼為細石英管或陶瓷管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述耐高溫涂覆層為聚酰亞胺涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述第一保護套管為聚四氟乙烯緊套管。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，所述第二保護套管為聚四氟乙烯螺旋管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于油浸變壓器的光纖光柵測溫傳感器，其特征在于，包括光纖光柵和絕緣外殼；光纖光柵的傳感光柵外部設(shè)有耐高溫涂覆層，光纖光柵的尾纖外部套有耐高溫的第一保護套管，傳感光柵和部分尾纖封裝在絕緣外殼內(nèi)，絕緣外殼內(nèi)填充抗有機溶劑的填充料。本發(fā)明的光纖光柵測溫傳感器具有良好的耐高溫油浸性能，可長期放置在變壓器絕緣油中使用，且可實現(xiàn)浸油變壓器內(nèi)部繞組和其他重點監(jiān)控部位的直接溫度測量，避免了電氣類傳感器間接測量的不準確、不及時和不直觀的問題。
文檔編號G01K11/32GK103217231SQ20131011477
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者張橙, 王丹, 蔡安, 董雷, 印新達 申請人:武漢理工光科股份有限公司