基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置制造方法及图纸

本申请公开了基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置。该在线检测装置包括纤维采集机构、纤维颗粒在线监测机构、纤维色散特征分析机构。本方案中，利用感光元件对油中纤维颗粒进行在线监测，当纤维颗粒数量超过预设值时，触发纤维色散特征分析系统，通过对纤维进行色散染色，同时利用摄像仪自动变焦采集纤维色散颜色，接着匹配与数据库中已构建的纤维色散颜色特征和绝缘纸聚合度之间的关系图谱，判断出变压器内绝缘纸的聚合度，准确对变压器内绝缘纸老化程度进行诊断，及时对变压器进行维修，保障了大型电力变压器安全与稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置


[0001]本申请涉及工业建筑钢结构工程施工的
，尤其涉及基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置。

技术介绍

[0002]目前，在运变压器中大多数为油浸式变压器，其运行寿命主要取决于变压器固体绝缘(绝缘纸)的老化状态。绝缘纸在老化的过程中，会脱落形成大量游离态的纤维微粒。不同于金属颗粒，由于纤维密度小于矿物绝缘油，纤维微粒在变压器油中始终处于悬浮状态。考虑到在运变压器各种介质损耗会引起局部过热现象，导致变压器内部结构温度升高，大型变压器通常采用强迫油循环风冷(OFAF)或强迫油循环导向风冷(ODAF)降温装置，驱使绝缘油循环流动，进行冷却。而悬浮于绝缘油中的纤维微粒受到油流的影响会充斥于整个变压器。同时，具有高介电常数的纤维微粒在梯度电场作用下易发生极化并沿电场方向定向运动，在运动集聚过程中形成“微针电极”，导致纤维微粒端部油中电场畸变增强，当畸变场强超过变压器绝缘系统的耐受场强时将导致局部放电的发生，严重威胁到变压器绝缘系统安全，甚至引发变压器停电安全事故的发生。因此，有必要对变压器固体绝缘(绝缘纸)的老化程度进行准确检测，确保大型电力变压器在电力系统中的安全与稳定运行，对保障国民经济安全起着重大作用。
[0003]现有阶段针对绝缘纸老化程度评估方法主要分为绝缘纸老化伴随产物评估和绝缘纸聚合度评估。绝缘纸老化伴随产物评估方法通过对绝缘纸老化过程中变压器油中碳类(CO2、CO)、烃类气体(H2、CH4、C2H4、C2H6)的含量以及糠醛等含量进行间接性评估；绝缘纸聚合度评估方法则通过对绝缘纸聚合度进行直接性测量评估，绝缘纸因老化而降解时，内部线性分子链长度将会变短，聚合度(Degree of Polymerization,DP)将会降低，宏观表现为机械强度下降。绝缘纸的DP值能反映其老化状态，可用于变压器残余寿命的评估。相对于油中溶解气体和糠醛含量的老化评估方法，DP值是表征绝缘纸寿命最直接而有效的判据。
[0004]目前这两种评估方法都有明显的不足：绝缘纸老化伴随产物评估方法中碳类(CO2、CO)的产生途径较多，除绝缘纸老化以外，绝缘油的氧化分解、局部放电以及外界环境的污染等均可产生CO2、CO两种气体；而烃类气体(H2、CH4、C2H4、C2H6)和糠醛等含量则会在变压器滤油、换油等操作会造成部分损失。因此，通过绝缘纸老化伴随产物进行评估存在着一定的误差，很难确定绝缘纸的老化情况。而绝缘纸聚合度评估方法在对绝缘纸聚合度进行直接测量时，需要停电取芯，操作不方便。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置，能够准确、便捷地获得绝缘纸的老化程度。
[0006]本申请提供一种基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置，包括：
[0007]纤维颗粒在线监测机构，其包括光纤发射器、光纤接收探头、A/D信号转换单元和信号处理单元，所述光纤发射器用以产生作用于绝缘油的发射光，所述光纤接收探头用以来源于所述光纤发射器并被绝缘油所作用的发射光，所述A/D信号转换单元用以将来源于光纤接收探头的光信号转化成电信号，所述信号处理单元用以将所述电信号处理成可被读取的数据；
[0008]纤维采集机构，用以通过纤维吸附膜吸附绝缘油以采集到纤维素颗粒；
[0009]纤维色散特征分析机构，用以对由所述纤维采集组件所采集的纤维素颗粒进行色散颜色参数进行分析，以得出绝缘油对应的绝缘纸的老化程度。
[0010]可选地，所述纤维颗粒在线监测机构还包括与信号处理单元电连接的纤维颗粒计数显示器，所述纤维颗粒计数显示器用以显示所述可被读取的纤维颗粒相关参数。
[0011]可选地，所述纤维采集机构包括用以支撑所述纤维吸附膜的绝缘支架、供绝缘支架可转动地安装于其上的第一滑动管道和用以将纤维吸附膜上所吸附的纤维素颗粒颗粒清扫至载玻片的电动伸缩刷，所述第一滑动管道滑动地设置于油道上。
[0012]可选地，所述纤维采集机构还包括可滑动于油道内壁面上的第二滑动管道，5所述第二滑动管道用以，在滑动至使第一滑动管道位于第二滑动管道、油道内壁面之间的位置时，将绝缘支架顶压至完全展开的状态。
[0013]可选地，所述纤维采集机构还包括支架，用以在所述绝缘支架顶压至完全展开状态后拾取被绝缘支架所支撑的纤维吸附膜。
[0014]可选地，所述纤维采集机构还包括固设在油道上的绝缘密封圈，用以限位0第二滑动管道的滑动位置。
[0015]可选地，所述纤维色散特征分析机构包括纤维平铺棒、可直线往复运动的载玻片、处理液容器、折射液容器、微型自动偏光镜、白光源，所述纤维平铺棒用以对载玻片纤维进行滚动，所述处理液容器用以对载玻片滴入处理液，所
[0016]述折射液容器滴入折射液，所述微型自动偏光镜用以在白光源对载玻片的照射5下采集载玻片上所带有的纤维素颗粒的色散颜色参数。
[0017]可选地，所述纤维色散特征分析机构还包括自动调焦摄像仪，用以拍照微型自动偏光镜所采集的色散颜色图像。
[0018]可选地，所述纤维色散特征分析机构还包括数据存储器，用以储存预设的不同老化程度绝缘纸的聚合度和纤维颗粒的色散颜色图像。
[0019]0可选地，包括报警机构，用以在判断变压器内绝缘纸的老化状态高于预设老化程度时产生报警动作。
[0020]以上提供的基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置，首先利用光纤优良的导光特性对油道中纤维颗粒进行计数，悬浮于油中的纤维颗
[0021]粒会改变光纤的透光率，影响光纤接收探头的接收，通过信号处理单元对光纤5变化引起的偏差进行数据分析，反映出绝缘油中纤维颗粒的含量。当纤维颗粒数超过预警值触发纤维色散特征分析系统，通过对纤维进行色散染色，同时利用摄像仪自动变焦采集纤维色散颜色，接着与数据库中已构建的纤维色散颜色特征和绝缘纸聚合度间的关系图谱进行匹配，判断出绝缘纸的聚合度，最终判断变压器内绝缘纸的老化程度。
附图说明
[0022]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0023]图1为本申请实施例提供在线检测装置结构图；
[0024]图2为本申请实施例提供油道连接装置安装图；
[0025]图3为本申请实施例提供纤维颗粒在线监测流程图。
[0026]其中，图中元件标识如下：
[0027]1‑
纤维吸附膜盒；2
‑
油道；3
‑
第二滑动管道；4
‑
第一滑动管道；5
‑
绝缘支架；6
‑
绝缘密封圈；7
‑
支架；8
‑
电动伸缩刷；9
‑
纤维平铺棒；10
‑
载玻片；11
‑
处理液容器；12
‑
折射率液容器；13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纤维采集及色散特征分析的绝缘纸老化在线检测装置，其特征在于，包括：纤维颗粒在线监测机构，其包括光纤发射器、光纤接收探头、A/D信号转换单元和信号处理单元，所述光纤发射器用以产生作用于绝缘油的发射光，所述光纤接收探头用以来源于所述光纤发射器并被绝缘油所作用的发射光，所述A/D信号转换单元用以将来源于光纤接收探头的光信号转化成电信号，所述信号处理单元用以将所述电信号处理成可被读取的数据；纤维采集机构，用以通过纤维吸附膜吸附绝缘油以采集到纤维素颗粒；纤维色散特征分析机构，用以对由所述纤维采集组件所采集的纤维素颗粒进行色散颜色参数进行分析，以得出绝缘油对应的绝缘纸的老化程度。2.根据权利要求1所述绝缘纸老化在线检测装置，其特征在于，所述纤维颗粒在线监测机构还包括与信号处理单元电连接的纤维颗粒计数显示器，所述纤维颗粒计数显示器用以显示所述可被读取的纤维颗粒相关参数。3.根据权利要求1所述绝缘纸老化在线检测装置，其特征在于，所述纤维采集机构包括用以支撑所述纤维吸附膜的绝缘支架、供绝缘支架可转动地安装于其上的第一滑动管道和用以将纤维吸附膜上所吸附的纤维素颗粒颗粒清扫至载玻片的电动伸缩刷，所述第一滑动管道滑动地设置于油道上。4.根据权利要求3所述绝缘纸老化在线检测装置，其特征在于，所述纤维采集机构还包括可滑动于油道内壁面上的第二滑动管道，所述第二滑动管道用以，在滑动至使第一滑动管道位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国治，闫伟阳，张晓星，黄雅兰，刘翔，邓广宇，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：