一种变压器绕组光纤测温在线监测装置的制作方法

本发明涉及变压器监测，具体为一种变压器绕组光纤测温在线监测装置。

背景技术：

1、在油浸式变压器绕组温度在线监测领域，通常将光纤温度传感器布置于变压器绕组内部的测温位置，并通过设置于变压器箱壁上的光纤贯通结构将内部测温光纤引出，与外部测温解调设备连接，以获取绕组内部温度。由于光纤需要穿过变压器箱壁，贯通结构通常需要对光纤连接部位进行固定，以保证内部光纤与外部光纤之间的稳定连接。

2、在实际安装及运行过程中，内部测温光纤需要沿绕组及其周围结构进行布设，受到绕组装配、器身干燥以及变压器运行过程中的器身振动、热胀冷缩等因素影响，内部测温光纤容易产生轴向位移。现有贯通结构通常采用固定连接方式对光纤进行约束，使光纤相对于贯通结构保持固定。当内部测温光纤产生轴向位移时，由于贯通结构内部缺少能够随光纤位移进行让位的结构，所产生的轴向位移容易直接传递至光纤连接部位，使光纤承受轴向拉伸负荷；在长期运行过程中，反复产生的轴向位移还会使光纤连接部位持续受到交变机械作用。

3、因此，现有变压器光纤测温贯通结构存在内部测温光纤轴向位移难以释放、导致光纤连接部位承受较大轴向拉伸负荷的问题。

4、为此，提出一种变压器绕组光纤测温在线监测装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种变压器绕组光纤测温在线监测装置，本发明解决现有油浸式变压器光纤测温贯通结构中，内部测温光纤与贯通器之间主要采用固定连接方式，在变压器运行过程中受到器身振动、热胀冷缩等因素影响而产生轴向位移时，光纤的位移难以得到有效释放，容易使轴向拉伸载荷集中传递至光纤连接部位的问题；通过设置能够相对于贯通器本体轴向移动的游动连接器，并利用轴向触发组件与径向释压组件之间的配合，使内部测温光纤预先形成弯曲储纤状态，在光纤发生轴向位移时能够释放预留的弯曲余量，从而降低光纤连接区域受到的轴向拉伸作用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种变压器绕组光纤测温在线监测装置，包括测温解调端、光纤温度传感器及设于变压器壁面的贯通结构，所述光纤温度传感器用于感测变压器绕组温度，并经所述贯通结构与所述测温解调端连接；所述贯通结构包括本体，以及插接于所述本体内的内部连接组件和外部连接组件；所述本体用于穿设于变压器壁面的法兰盘中并形成内部与外部之间的光纤贯通通道，所述外部连接组件用于与测温解调端一侧的外部光纤连接，所述内部连接组件用于与变压器内部的光纤温度传感器连接，使光纤温度传感器采集的温度信息能够经内部连接组件、外部连接组件传输至测温解调端。

4、所述内部连接组件包括可固定于所述本体的接线端，以及能够沿所述本体轴向滑动并与所述光纤温度传感器连接的游动连接器；所述接线端用于与所述外部连接组件形成光学连接并保持在所述本体内的固定位置，所述游动连接器用于承载与其连接的内部测温光纤，使所述内部测温光纤发生轴向位移时能够带动所述游动连接器相对于所述接线端产生轴向移动。由此，所述接线端作为固定连接基准，而所述游动连接器作为内部测温光纤的随动连接部件，使内部测温光纤的轴向位移不会直接转化为接线端处的刚性拉扯。

5、所述本体内设有径向释压组件和弹性复位件，所述弹性复位件赋予所述径向释压组件远离测温光纤的径向运动趋势；所述游动连接器联动有轴向触发组件，所述轴向触发组件能够随所述游动连接器沿轴向移动。在内部连接组件安装过程中，所述轴向触发组件逐渐进入所述径向释压组件所在位置，并推动所述径向释压组件沿径向朝向内部测温光纤移动，同时压缩所述弹性复位件，使所述径向释压组件对内部测温光纤形成预定的弯曲引导，使内部测温光纤形成弯曲储纤段。通过预先形成弯曲储纤段，使贯通结构内部具有可供光纤后续位移释放的弯曲余量。

6、当变压器运行过程中内部测温光纤因器身振动、热胀冷缩或其他安装位移而产生轴向位移时，所述内部测温光纤带动所述游动连接器沿所述本体轴向移动，所述轴向触发组件随所述游动连接器同步移动并相对于所述径向释压组件发生位置变化，使所述径向释压组件解除或者减小其对内部测温光纤的径向约束；所述径向释压组件在所述弹性复位件作用下向远离内部测温光纤的方向退让，从而扩大内部测温光纤的弯曲容纳空间，使原先形成的弯曲储纤段能够发生形态变化并释放部分弯曲余量，以吸收内部测温光纤的轴向位移，降低轴向位移直接传递至光纤连接部位的程度。

7、优选地，所述本体的外周壁面凸设有限位挡肩，所述本体的一端外表面加工有外螺纹连接段，所述限位挡肩与所述外螺纹连接段之间旋合套设有锁紧压紧件；安装时，所述本体穿过变压器油箱法兰盘的穿壁孔，所述限位挡肩抵靠于法兰盘的一侧，所述限位挡肩与法兰盘壁面之间夹设有形变密封件，通过旋紧所述锁紧压紧件，使法兰盘被夹持于所述限位挡肩与锁紧压紧件之间，并使所述形变密封件受到压缩而形成贯通结构与变压器壁面之间的密封界面。由此，所述本体能够固定安装于变压器壁面，同时为内部连接组件和外部连接组件提供稳定的安装基准。

8、优选地，所述贯通结构还包括外部连接组件，所述本体的内腔中设有阻止环，所述外部连接组件插接于所述本体的内部且其端面抵触于所述阻止环的一侧端面；所述外部连接组件与所述本体的侧壁之间通过第一锁止扣合结构相对固定。安装所述外部连接组件时，将外部连接组件沿所述本体的轴向插入，直至其端面抵靠于所述阻止环，由所述阻止环限制外部连接组件的插入深度，并通过第一锁止扣合结构将外部连接组件固定于本体内部，从而确定外部光纤连接端在本体内的轴向安装位置。

9、优选地，所述内部连接组件的接线端可穿过所述阻止环的内孔，并与所述外部连接组件相抵接连通；所述接线端的外周侧壁与所述阻止环的内侧端面之间设有第二锁止扣合结构。安装内部连接组件时，内部连接组件由变压器内部一侧向本体内部插入，使接线端穿过阻止环的内孔并与外部连接组件相抵接，从而建立内部测温光纤与外部光纤之间的光学连接；当接线端移动至预定安装位置后，通过第二锁止扣合结构与阻止环配合，使接线端相对于本体保持固定。所述阻止环同时承受外部连接组件与接线端形成的相向轴向推力，从而使内部连接组件和外部连接组件在完成插接后能够保持稳定的连接状态。

10、优选地，所述本体的侧壁开设有贯穿其厚度的导向槽，所述滑动槽在空间上横向切过所述导向槽，用于所述轴向触发组件沿轴向滑移的导向轨道，并将所述本体的侧壁分隔为外层侧壁与内层侧壁；所述导向槽位于所述外层侧壁中的槽段轴向宽度大于其位于所述内层侧壁中的槽段轴向宽度，所述径向释压组件的主体宽度与所述导向槽在内层侧壁中的宽度相适配并嵌设于其中。由此，所述径向释压组件能够依托导向槽在内层侧壁中的槽壁沿径向运动，而不会沿轴向发生非预期窜动；同时，所述导向槽为轴向触发组件和径向释压组件提供相互配合的空间，使轴向运动能够转换为径向运动。

11、优选地，所述径向释压组件包括导向压块，以及设置于所述导向压块侧壁的支撑凸块；所述导向压块嵌设于所述内层侧壁的导向槽中，所述支撑凸块悬置于所述导向槽内并位于所述内层侧壁上方，所述弹性复位件与支撑凸块固定连接，其活动端与所述内层侧壁抵触，使所述内层侧壁作为弹性复位件的储能着力基座。在内部连接组件安装过程中，轴向触发组件推动导向压块沿径向移动，使弹性复位件发生弹性压缩并储存复位能量；当轴向触发组件相对于导向压块发生轴向脱离后，弹性复位件释放储存的弹性势能，推动导向压块沿导向槽向远离内部测温光纤的方向移动，以释放光纤的弯曲空间。

12、优选地，所述轴向触发组件为固定于所述游动连接器端部的阶梯台板，所述阶梯台板朝向所述导向压块的一侧构造有呈阶梯状分布的限位轮廓，限位轮廓由多个水平驻停面与多个过渡面交替连接构成；所述导向压块的顶部对应设有与过渡面滑动配合的倾斜受力面。当内部连接组件插入本体时，所述阶梯台板随游动连接器同步轴向移动，其过渡面与导向压块的倾斜受力面发生滑动抵接，使导向压块沿径向移动并逐渐压缩弹性复位件；当阶梯台板移动至对应位置后，导向压块在弹性复位件的反向推力作用下抵靠于对应的水平驻停面，使导向压块保持在对应的径向位置。

13、优选地，所述多个水平驻停面沿阶梯台板的轴向依次设置，使游动连接器的连续轴向移动对应于多个不同的导向压块驻停位置；当内部测温光纤发生微小轴向位移并带动游动连接器移动时，阶梯台板能够通过相邻过渡面依次切换导向压块的径向位置，并通过对应的水平驻停面限制导向压块的反向移动，从而使径向释压组件按照预定级次进行位置调整。在位移补偿阶段，阶梯台板随受牵引的游动连接器沿释放弯曲余量的方向轴向移动，通过倾斜过渡面与导向压块配合，使导向压块向远离内部测温光纤段的方向逐级退让；导向压块到达相应水平驻停面后，在弹性复位件的作用下保持与该驻停面的抵接，从而使导向压块对内部测温光纤段的压入量按层级减小，并使弯曲余量逐级释放，使内部测温光纤的储纤空间能够根据轴向位移逐级进行调整。

14、优选地，所述游动连接器开设有沿轴向延伸的导向滑槽，所述接线端连接有与所述导向滑槽滑动配合的导向杆；多根所述导向杆在圆周方向上间隔排布，且相邻两根所述导向杆之间形成供所述径向释压组件通过的避让间隙。所述导向杆与导向滑槽配合，对游动连接器相对于接线端的轴向移动进行导向，相邻导向杆之间形成供径向释压组件通过的避让空间；在所述名义尺寸关系下，该空间为导向压块的径向动作提供容纳条件，使轴向触发组件和径向释压组件能够在有限的本体内部空间内分别完成轴向和径向运动。

15、优选地，所述导向滑槽的底壁构成限制所述导向杆最大插入深度的止挡端，所述导向杆的轴向长度与所述导向滑槽的深度相适配，以使所述导向杆抵靠于止挡端时，所述游动连接器的端面与所述接线端的端面之间保持具有轴向间隙的非接触状态；所述导向压块的轴向尺寸小于所述轴向间隙，且所述导向压块定位于轴向间隙内。通过上述结构，在内部连接组件安装至最终位置时，由导向杆与止挡端共同确定游动连接器的轴向安装基准，并预留供导向压块运动的轴向空间，使导向压块在受到阶梯台板驱动时不会与接线端发生刚性干涉，同时能够使阶梯台板进入导向压块所在区域并完成对导向压块的径向驱动。

16、进一步地，所述内部测温光纤位于游动连接器与径向释压组件之间的部分形成弯曲储纤段。安装过程中，随着阶梯台板逐步推动导向压块向靠近内部测温光纤的方向移动，导向压块对内部测温光纤的弯曲路径进行引导，使内部测温光纤形成预定的倒ω形储纤状态。所述接线端与所述游动连接器之间的内部测温光纤段形成倒ω形的弯曲储纤段；所述倒ω形储纤段为内部测温光纤提供轴向位移所需的弯曲余量，当内部测温光纤受到轴向牵引时，游动连接器随之移动，并使阶梯台板相对于导向压块发生位置变化；在达到相应释放位置后，弹性复位件驱动导向压块远离内部测温光纤，使倒ω形储纤段获得进一步展开的空间，从而利用光纤弯曲形态的变化吸收轴向位移；所述导向压块的接触面复合有邵氏硬度为40-60的硅橡胶缓冲垫，以避免应力集中对光纤涂覆层的损伤。

17、优选地，所述贯通结构的本体侧壁开设有留存封闭隔离壁的盲孔隔离腔，其内设有电磁驱动线圈，所述阶梯台板上嵌有磁感应衔铁；所述电磁驱动线圈在位移补偿阶段断电失磁，在复位阶段通电产生穿透所述封闭隔离壁的磁场，以磁力牵引所述磁感应衔铁带动所述游动连接器复位。

18、具体而言，所述盲孔隔离腔由所述本体的外部空气侧向本体内部延伸形成，其孔底与所述本体内部供光纤通过的油腔之间保留所述封闭隔离壁，使设置于所述盲孔隔离腔内的电磁驱动线圈与变压器内部油腔之间保持非贯通隔离。所述磁感应衔铁嵌设于所述游动连接器的对应位置，并与所述电磁驱动线圈在轴向上形成磁力作用关系，从而无需在本体内设置贯穿油腔的电气引线或机械复位传动件，即可将电磁驱动力传递至所述游动连接器。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、1.本发明提供了一种变压器绕组光纤测温在线监测装置，通过游动连接器、轴向触发组件、径向释压组件及弹性复位件之间的配合，使变压器运行过程中内部测温光纤受到轴向牵引时，游动连接器能够随光纤产生轴向位移，并释放预先形成的储纤余量，从而对变压器振动及热胀冷缩引起的光纤位移进行补偿，降低光纤承受持续拉伸负荷的可能性。

21、2.本发明中利用阶梯台板的多个水平驻停面与导向压块的倾斜受力面配合，使游动连接器的轴向位移能够对应形成多个阶段性的补偿位置，并通过径向释压组件的弹性作用形成形面限位，使光纤位移补偿能够根据实际位移量逐级释放储纤余量，提高补偿机构运行的稳定性。

22、3.本发明中通过接线端、游动连接器、阻止环及导向杆与导向滑槽之间的配合，使内部光纤连接组件在装配过程中形成分阶段导向和定位，接线端抵靠阻止环后，游动连接器再相对于接线端进行轴向移动，从而使储纤状态的形成过程具有明确的动作先后关系；同时，通过接线端与外部连接器之间的限位连接，提高光纤贯通结构内部连接的稳定性。