[发明专利]一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器及测量方法

说明书

本发明公开了一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器及测量方法，所述复合传感器包括：光源、3dB光纤耦合器、光纤环形器、传感器探头、信号处理装置，其中，传感器探头由第一准直器、第二准直器、偏振片、第一磁光晶体、第二磁光晶体、反射镜组成，传感器探头不含金属材料；所述测试方法是应用所述复合传感器，光源发出的光由3dB光纤耦合器分为第一光束、第二光束，通过信号处理装置对所述第一光束和第二光束的光强进行联合处理，分别获得漏磁和温度测量结果，从而实现同时对油浸式变压器内部的漏磁和温度的测量，使检测更加方便，提高了变压器监测的全面性，能够更好地反映变压器运行状态。

技术领域

本发明属于电气测量技术领域，具体涉及一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器。

背景技术

电力变压器是输电系统的核心设备，其运行稳定性以及对其故障情况的快速反应十分关键。变压器在匝间短路、绕组变形、正常运行等不同工况下，最根本的区别是变压器漏磁场的时空分布。但对于变压器漏磁场的实测研究，目前，现有技术中仅见利用基于电磁感应的金属探测线圈对变压器漏磁场进行测量，但金属探测线圈的存在会对变压器绝缘造成严重威胁，严重限制其应用，无法实现在线测量。所以研究油浸式变压器内部漏磁场在线测量装置意义重大。

同时，变压器在正常运行状态下，会将部分电能直接转为热能，导致变压器绕组产生相应的温升，进一步导致变压器内部整体产生相应的温升，而变压器绕组长期处于高温状态会严重威胁其绝缘性。变压器温度过高会降低变压器的使用寿命，温度过低变压器的负载得不到最大程度的应用，影响了电力系统的高效运转，所以对变压器内部温度进行检测，以检测变压器的运行状态，于电力系统具有十分重大的意义。

因此，研究油浸式变压器漏磁温度复合传感器，具有重大意义。

发明目的

本发明的目的即在于应对现有技术的不足，旨在提供一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器，以同时对油浸式变压器内部漏磁、温度进行在线测量。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器，包括：光源(1)、3dB光纤耦合器(2)、第一光纤环形器(3)、第二光纤环形器(4)、传感器探头(5)、信号处理装置(6)、以及连接各元件的光纤(7)；所述的传感器探头(5)不含金属材料，被置于油浸式变压器内部，由第一准直器(51a)、第二准直器(51b)、偏振片(52)、第一磁光晶体(53a)、第二磁光晶体(53b)、反射镜(54)以及外部封装体(55)组成，所述外部封装体(55)为硬质聚合物，将传感器探头(5)的各个组件封装在内部；

所述光源(1)输出的光经3dB光纤耦合器(2)后，分为第一光束和第二光束；所述第一光束经第一光纤环形器(3)后，进入所述传感器探头(5)，经过传感器探头(5)内部的第一准直器(51a)、偏振片(52)、第一磁光晶体(53a)、反射镜(54)后原路返回，再次回到第一光纤环形器(3)后，进入信号处理装置(6)；第二光束经第二光纤环形器(4)、传感器探头(5)中的第二准直器(51b)、偏振片(52)、第二磁光晶体(53b)、反射镜(54)后原路返回，经第二光纤环形器(4)进入信号处理装置(6)；信号处理装置(6)对携带第一磁光晶体(53a)处漏磁、温度信息的第一光束、以及携带第二磁光晶体(53b)处漏磁、温度信息的第二光束进行联合处理，获得最终的漏磁测量结果和温度测量结果，实现油浸式变压器漏磁、温度的复合传感。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器漏磁温度复合传感器，其特征在于，所述的3dB光纤耦合器(2)将入射光束按1:1的分光比分为第一光束和第二光束，所述第一光束对应第一磁光晶体(53a)，第二光束对应第二磁光晶体(53b)。

可选地，所述的3dB光纤耦合器(2)，将入射光束按1:1的分光比分为第一光束和第二光束，第一光束对应第一磁光晶体(53a)、第二光束对应第二磁光晶体(53b)。