基于光纤内窥故障的油浸式变压器及方法与流程

1.本发明涉及基于光纤内窥故障的油浸式变压器及方法，属于电力变压器技术领域，特别是一种基于光纤束的油浸式变压器内部故障导向内窥方法。


背景技术：

2.电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，也是最为昂贵、复杂的设备，我国目前共计在运的110kv及以上大型电力变压器3万余台。一旦电力变压器发生故障，可能会造成突发大面积停电，甚至引起爆炸、火灾等事故，带来的直接和间接经济损失数以亿元计，并造成严重的社会不良影响。但是由于变压器处于电网的中心位置，运行环境复杂，时常遭受各种不良运行工况的冲击，更加容易发生故障。它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。
3.油浸式电力变压器的故障常被分为外部故障和内部故障两种。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地(通过外壳)短路，引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，包括电气故障和机械类故障，其中电气故障的主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等；机械类故障主要包括铁心松动、绕组松动、绕组变形、绕组移位等。
4.目前，当油浸式电力变压器出现内部故障(尤其是绕组松动、绕组变形等机械类故障)以后，缺少有效的手段判断故障的位置和严重程度，常规的方案是将故障变压器进行放油和吊罩，然后将器身进行扒包拆解，最后对每个线圈进行检查，来确定故障位置及故障的严重程度。
5.在油浸式电力变压器出现内部故障(尤其是绕组松动、绕组变形等机械类故障)以后，为了避免对变压器进行放油和吊罩甚至扒包检查，通过在油浸式变压器上采用基于光纤束的内部故障导向内窥方法，可以实现在不放油和吊罩甚至扒包拆解的前提下，确定内部故障位置及故障的严重程度，缩短了变压器的检修周期，提高了油浸式变压器内部故障的检测效率。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于光纤内窥故障的油浸式变
压器及方法。本发明提出基于光纤内窥故障的油浸式变压器及方法，该方法可以实现在不放油和吊罩甚至扒包拆解的前提下，确定内部故障位置及故障的严重程度，缩短了变压器的检修周期，提高了油浸式变压器内部故障的检测效率。
7.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
8.一种基于光纤内窥故障的油浸式变压器，包括油箱；在油箱内置有铁心，在铁心上外套有绕组部；在绕组部上依次向上设置有第二端圈、第一端圈及上压板；
9.绕组部包括依次从内到外设置的低压绕组、低压纸筒、中压绕组、中压纸筒、高压绕组及高压纸筒；
10.在铁心外侧壁与绕组部内侧壁之间分布有预留位置，在预留位置设置有导管的下端；导管上部露出于上压板；
11.导管绝缘设置。
12.作为上述技术方案的进一步改进：
13.在油箱上设置有管接头，导管上端与管接头对应下端口连接；
14.在管接头上设置有锁紧螺母，用于固定连接管接头与导管；
15.在管接头上端口设置有球阀，用于开合导管；导管常闭中空设置，当需要打开时，启动球阀，以便用于插入光纤束，且光纤束下端露出于导管下端，以进行内窥作业；
16.导管为特氟龙软管或绝缘纸管。
17.预留位置对应每相绕组；导管下端用皱纹纸绑在低压绕组上；将盘好的导管打开后，将其上段固定在管接头上。
18.一种油浸式变压器的光纤内窥故障方法，执行以下步骤；
19.s1，根据变压器设计图纸，计算需要预置导管的数量和长度，预留位置为每相预留两处导管，采用六根导管；然后，截取相应长度的绝缘导管并做好标记；
20.s2，在变压器器身整体装配过程中，在预留位置安装导管，导管下端用皱纹纸绑在低压绕组上；
21.s3，将导管引出的上部盘卷；
22.s4，在变压器的总装配过程中，将盘好的导管打开后，将其上部固定在油箱的管接头上或穿过管接头，采用锁紧螺母将导管固定在管接头上；
23.s5，在管接头在油箱外部安装球阀。
24.s6，在内窥使用时，首先，打开球阀，将光纤束插入球阀通道，沿着导管进入到低压绕组；然后，在变压器油箱外部，通过目镜直接用肉眼观察内部故障情况。
25.本发明在油浸式电力变压器出现内部故障(尤其是绕组松动、绕组变形等机械类故障)以后，为了避免对变压器进行放油和吊罩甚至扒包检查，通过在油浸式变压器上采用基于光纤束的内部故障导向内窥方法，可以实现在不放油和吊罩甚至扒包拆解的前提下，确定内部故障位置及故障的严重程度，缩短了变压器的检修周期，提高了油浸式变压器内部故障的检测效率。
附图说明
26.图1是本发明的侧剖面使用结构示意图。
27.图2是本发明的俯视剖面结构示意图。
28.图3是本发明的展开结构示意图。
29.其中：1、导管；2、光纤束；3、球阀；4、锁紧螺母；5、上压板；6、第一端圈；7、第二端圈；8、绕组部；9、铁心；10、低压绕组；11、低压纸筒；12、中压绕组；13、中压纸筒；14、高压绕组；15、高压纸筒；16、油箱；17、管接头。
具体实施方式
30.如图1-3，作为一实施例，本发明适用于变压器，其采用直径不大于6mm光纤成像束。需要在变压器生产制造过程中预留绝缘导管，导管为内径不小于10mm、外径不大于14mm的绝缘管，可以是特氟龙软管或绝缘纸管。导管需要引出至变压器油箱上的管接头，管接头的出口处用dn25球阀。一旦变压器出现内部故障，变压器断电后，在不放油和吊罩甚至扒包拆解的前提下，通过打开dn25球阀，从外部插入光纤束，通过光纤束的照明和成像来确定内部故障位置及故障的严重程度。
31.具体方案如下：
32.1)根据变压器设计图纸，计算需要预置导管的数量和长度，预留位置为每相预留2处导管，一共6根导管。截取相应长度的绝缘导管并做好标记。
33.2)在变压器器身整体装配过程中预留导管，预留位置在变压器低压绕组和铁心之间，预留位置为每相预留2处导管。导管下端需要用皱纹纸绑在低压绕组上。导管长度不宜太长，下端越过低压绕组顶部100mm左右。
34.3)将导管向上敷设，穿过压板后引出，引出后把绝缘导管整理并盘好。注意导管的弯曲半径不能太小，避免出现压扁导管的现象。
35.4)在变压器的总装配过程中，将盘好的导管打开后，将其上部固定在油箱的管接头上或穿过管接头，采用金属锁紧螺母将导管固定在管接头上。
36.5)管接头在油箱外部采用dn25不锈钢球阀。
37.6)在实际使用过程中，打开dn25不锈钢球阀，将光纤束插入球阀。沿着导管进入到低压绕组。在变压器油箱外部，通过目镜直接用肉眼观察内部故障情况。
38.该方法可以实现在不放油和吊罩甚至扒包拆解的前提下，确定内部故障位置及故障的严重程度，缩短了变压器的检修周期，提高了油浸式变压器内部故障的检测效率。
39.如图1-3，作为一实施例，本实施例的基于光纤内窥故障的油浸式变压器，包括油箱16；在油箱16内置有铁心9，在铁心9上外套有绕组部8；在绕组部8上依次向上设置有第二端圈7、第一端圈6及上压板5；
40.绕组部8包括依次从内到外设置的低压绕组10、低压纸筒11、中压绕组12、中压纸筒13、高压绕组14及高压纸筒15；
41.在铁心9外侧壁与绕组部8内侧壁之间分布有预留位置，在预留位置设置有导管1的下端；导管1上部露出于上压板5；
42.导管1绝缘设置。
43.如图1-3，作为一实施例，在油箱16上设置有管接头17，导管1上端与管接头17对应下端口连接；
44.在管接头17上设置有锁紧螺母4，用于固定连接管接头17与导管1；
45.在管接头17上端口设置有球阀3，用于开合导管1；导管1常闭中空设置，当需要打
开时，启动球阀3，以便用于插入光纤束2，且光纤束2下端露出于导管1下端，以进行内窥作业；
46.导管1为特氟龙软管或绝缘纸管。
47.预留位置对应每相绕组；导管1下端用皱纹纸绑在低压绕组10上；将盘好的导管1打开后，将其上段固定在管接头17上。
48.如图1-3，作为一实施例，本实施例的油浸式变压器的光纤内窥故障方法，执行以下步骤；
49.s1，根据变压器设计图纸，计算需要预置导管的数量和长度，预留位置为每相预留两处导管，采用六根导管；然后，截取相应长度的绝缘导管并做好标记；
50.s2，在变压器器身整体装配过程中，在预留位置安装导管，导管下端用皱纹纸绑在低压绕组上；
51.s3，将导管引出的上部盘卷；
52.s4，在变压器的总装配过程中，将盘好的导管打开后，将其上部固定在油箱的管接头上或穿过管接头，采用锁紧螺母将导管固定在管接头上；
53.s5，在管接头在油箱外部安装球阀。
54.s6，在内窥使用时，首先，打开球阀，将光纤束插入球阀通道，沿着导管进入到低压绕组；然后，在变压器油箱外部，通过目镜直接用肉眼观察内部故障情况。

技术特征：
1.一种基于光纤内窥故障的油浸式变压器，其特征在于：包括油箱(16)；在油箱(16)内置有铁心(9)，在铁心(9)上外套有绕组部(8)；在绕组部(8)上依次向上设置有第二端圈(7)、第一端圈(6)及上压板(5)；绕组部(8)包括依次从内到外设置的低压绕组(10)、低压纸筒(11)、中压绕组(12)、中压纸筒(13)、高压绕组(14)及高压纸筒(15)；在铁心(9)外侧壁与绕组部(8)内侧壁之间分布有预留位置，在预留位置设置有导管(1)的下端；导管(1)上部露出于上压板(5)；导管(1)绝缘设置。2.根据权利要求1所述的基于光纤内窥故障的油浸式变压器，其特征在于：在油箱(16)上设置有管接头(17)，导管(1)上端与管接头(17)对应下端口连接；在管接头(17)上设置有锁紧螺母(4)，用于固定连接管接头(17)与导管(1)；在管接头(17)上端口设置有球阀(3)，用于开合导管(1)；导管(1)常闭中空设置，当需要打开时，启动球阀(3)，以便用于插入光纤束(2)，且光纤束(2)下端露出于导管(1)下端，以进行内窥作业；导管(1)为特氟龙软管或绝缘纸管。3.根据权利要求2所述的基于光纤内窥故障的油浸式变压器，其特征在于：预留位置对应每相绕组；导管(1)下端用皱纹纸绑在低压绕组(10)上；将盘好的导管(1)打开后，将其上段固定在管接头(17)上。4.一种油浸式变压器的光纤内窥故障方法，其特征在于：执行以下步骤；s1，根据变压器设计图纸，计算需要预置导管的数量和长度，预留位置为每相预留两处导管，采用六根导管；然后，截取相应长度的绝缘导管并做好标记；s2，在变压器器身整体装配过程中，在预留位置安装导管，导管下端用皱纹纸绑在低压绕组上；s3，将导管引出的上部盘卷；s4，在变压器的总装配过程中，将盘好的导管打开后，将其上部固定在油箱的管接头上或穿过管接头，采用锁紧螺母将导管固定在管接头上；s5，在管接头在油箱外部安装球阀；s6，在内窥使用时，首先，打开球阀，将光纤束插入球阀通道，沿着导管进入到低压绕组；然后，在变压器油箱外部，通过目镜直接用肉眼观察内部故障情况。

技术总结
本发明涉及基于光纤内窥故障的油浸式变压器及方法，其包括油箱；在油箱内置有铁心，在铁心上外套有绕组部；在绕组部上依次向上设置有第二端圈、第一端圈及上压板；绕组部包括依次从内到外设置的低压绕组、低压纸筒、中压绕组、中压纸筒、高压绕组及高压纸筒；在铁心外侧壁与绕组部内侧壁之间分布有预留位置，在预留位置设置有导管的下端；导管上部露出于上压板；导管绝缘设置；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。使用方便。使用方便。


技术研发人员：何平 冀增华 徐丽媛 郝春霞 谷振虎 李彬 刘伟
受保护的技术使用者：保定天威保变电气股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8