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专利名称：变压器气体在线监测仪的信号变送器结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于电力自动化、电气领域的变压器气体在线监测仪，更具体地说，涉及一种变压器气体在线监测仪的信号变送器结构。
背景技术：
充油电气设备，如变压器和电抗器，是电力系统中进行发电、输电和供电所需的重要设备。这些设备的可靠运行是保证高效益的发电及输电的关键因素，也是电力行业衡量效益的主要指标。
当变压器发生故障时，轻则导致断电/停电，从而导致电力企业及其用户的直接经济损；重则发生灾难性事故，导致变压器及外围设备损毁，环境破坏，人员伤亡，其损失不言而喻。
对变压器的故障进行早期监测，将极大地减少意外事故的发生，改善电网运行的可靠性，提供更安全的电站工作环境。变压器早期故障监测最重要的手段之一是油中气体监测，因为当变压器内部某部位产生过热或放电型故障时，所释放的能量会使该部位的绝缘油或绝缘线分子链裂解，形成不同的气体分子，产生的气体随即溶解于油中，并随着油流的循环迅速扩散到变压器的各部位，所以，通过测定气体的本质和数量，就可以来判断故障现象、严重程度和演变速度。
目前市场上对变压器油中的气体进行监测的监测仪主流产品，以通用电气的Hydran产品为代表(见GE Energy Services，Hydran 201R Modeli InstructionManual和Installation Guide)。该类监测仪通常包括一台安装在变压器阀门上的信号变送器、一台控制箱和一个用户终端软件，其中信号变送器的结构如图1所示。这种变送器存在以下不足(1)信号变送器通常包括传感器接头、气体传感器、电子单元和外壳等。安装时需按先后顺序分别安装接头、传感器、后盖板、连接电源、信号电缆、CPU及外壳等，安装步骤复杂耗时，且容易出错，尤其是当变压器阀门位于不易接近的位置如变压器顶部时，安装更为困难。
(2)油样取样口91位于传感器92上，要取油样进行气体分析时必须打开监测仪外壳，操作麻烦，且变压器油容易滴到传感器及周围的电子零部件上，不易清除，最终影响这些零部件的正常工作。
(3)只在监测仪的底部设有空气通气孔，在高温潮湿的地区，因水蒸汽不能对流，容易凝结成水而影响监测仪的正常工作。
(4)监测器的外壳和后盖之间的密封靠径向密封，密封性能(包括环境密封和电磁屏蔽)不太可靠，且经常发生渗水现象。
实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有变压器气体监测仪的信号变送器所存在的安装复杂，取油样难，潮气易凝结，密封可靠性差等问题。
为了解决上述问题，本实用新型提供一种变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，包括一端设有开口的外壳，与所述外壳开口处密封连接的后盖板，装在所述后盖板上的用于与变压器阀门连接的接头，以及装在所述外壳内部且其头部与所述接头的尾部连接的传感器，在所述后盖板的下部设有一个连通外壳内、外部的下通气孔；其特征在于，在所述后盖板的上部还设有一个连通外壳内、外部的上通气孔。
其中，针对连接结构为管螺纹的变压器阀门，所述接头的与变压器阀门连接的一端为管螺纹结构；在接头中段的顶部设有一个取油样口，该取油样口经取油样通路连通到接头的内腔。
针对连接结构为法兰盘的变压器阀门，所述接头的与变压器阀门连接的一端为法兰盘结构；在该法兰盘顶部设有一个取油样口，所述法兰盘顶部的取油样口可经取油样通路连通到接头的内腔；或者经取油样通路连通到法兰盘端面上靠近接头内腔的位置。
本实用新型中，可将所述接头的与后盖板连接的一端也设计为法兰盘结构，此时在该法兰盘上部设有出口倾斜朝下的通气孔，该通气孔与所述后盖板的上通气孔相互连通。
本实用新型中，所述外壳的开口处与后盖板之间通过法兰实现轴向密封，两者的法兰之间装有导电密封圈和橡胶密封圈。所述外壳可设计为菱形柱、圆柱、长方形柱、正方形柱或拱顶状结构；在所述外壳的与后盖板相对的端面上还设有用于安装数字显示器的显示窗口。
本实用新型把原来设在外壳内部(即传感器上)的取油样口设计在外壳的外部，即设在接头中段为接头端部的法兰盘上，使用户可以直接从外部取油样而不需要打开外壳，操作非常方便，不会因为滴油而弄脏监测仪内部；另外采用上、下通气孔的设计，可加强空气的上下对流，减少或消除水蒸汽的凝结，保证监测仪的工常工作；同时，因采用法兰式结构的外壳开口，再加上导电密封圈和橡胶密封圈，可大大增强密封的可靠性，不会发生渗水问题。另外，本实用新型可实现整机安装，大大简化了安装步骤及可靠性。


下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有技术中的一个信号变送器的结构示意图；图2是本实用新型一个典型实施例中信号变送器的结构示意图；图3是图2中所示信号变送器的立体图；图4是本实用新型另一个典型实施例中信号变送器的结构示意图；图5是图4中所示信号变送器的立体图。
具体实施方式
本实用新型的一个优选实施例如图2和图3示，这种信号变送器适用于连接结构为管螺纹的变压器阀门。与之相配的电子单元、用户终端软件等，因不是本实用新型的重点，所以此处不再一一赘述。
其中，信号变送器1由外壳2，后盖板3，接头4，传感器5，电缆接线口，以及装在外壳2内的CPU和电子单元(未在图中示出)等组成。本实施例中，外壳2类似于菱形柱状结构，其优点是在安装、维护时可方便地用手托或手捧，不易滑脱。当然，也可以采用别的形状，如圆柱形、长方形柱、正方形柱、拱顶形等。在外壳2的左端部开有一显示窗口201，数字显示器可从内部紧贴外壳安装。外壳2通过其法兰边202以及螺钉203与后盖板3密封连接，并由导电密封圈和橡胶密封圈304来保证外壳2和后盖板3之间的良好密封性。螺钉203的数量至少有3个以上。
从图2、3中可以看出，接头4的一端为法兰盘结构，另一端为管螺纹结构，其法兰盘一端通过螺钉紧密地连接到后盖板3上。后盖板3和接头4也可以直接加工成一体结构而不需要螺钉连接。接头4的通气孔与后盖板3上部的通气孔相互连通，构成上通气孔402；下通气孔303则直接设在后盖板3的下部。上、下通气孔都是外部入口处较低、向内逐渐升高，可防止雨水流入，同时可让信号变送器内部的空气形成对流，防止出现水汽凝结等情况，保证监测仪的正常工作。
从图2中可以看出，取油样口401设在外壳2外部的接头4上，并经取油样通路连通到接头的内腔。平时用螺钉密封住取油样口401，需要取油样时则拧开螺钉。接头4中段的外形为六角柱结构405，便于使用普通扳手直接把整个装配好的信号变送器旋拧到变压器现有的阀门上。
从图2及图3中可以看出，传感器5前段的外形也为六角柱结构501，便于使用普通扳手将整个传感器拧入接头4。也可以直接将传感器5和接头4加工成一体结构而不需要螺纹连接。后盖板3上留有二个圆孔601和602，其中圆孔601用于安装电源线，另一个圆孔602则用于安装信号电缆。
对于这种信号变送器，可将外壳2、后盖板3、接头4、传感器5、电缆接线口以及内部器件都事先在工厂调试安装好，用户安装时不需要打开外壳，只需要直接把带六角柱的接头拧入变压器阀门即可。从而使整个信号变送器的在线安装变得非常简单，不易出错。
本实用新型的另一个优选实施例如图4和图5所示。这种信号变送器适用于连接结构为法兰盘的变压器阀门。
本实施例中，用两端均为法兰盘的接头7取代了图2中的接头4，接头7可以直接通过螺栓701与变压器阀门上的法兰盘连接。螺栓701的数量至少有3个。
从图4中可以看出，取油样口702设于接头7的与变压器阀门连接的法兰盘顶部，可以很容易地取油样，取油样口702通过取油样通路与法兰盘接头7的内腔连通，或者与靠近接头7内腔的法兰盘端面位置连通。其中靠近接头7内腔的法兰盘端面位置必须位于变压器阀门法兰盘的内腔范围内，以保证采集油样，同时便于排除安装时残留于法兰盘内腔的空气气泡。接头7的通气孔与后盖板3上部的通气孔相互连通，构成上通气孔704；下通气孔303则直接设在后盖板3的下部。用于保证外壳2内的空气对流，防止出现水汽凝结等情况，保证监测仪的正常工作。而传感器5则直接连接到接头7中央的螺纹接口705上。
从图4和5中可以看出，传感器5前段的外形为六角柱结构，便于用普通扳手旋拧。其中的接头7可与后盖板3制成一体结构，也可以与传感器5制成一体结构。
对于这种信号变送器，也可将外壳2、后盖板3，接头7、传感器5、以及其它内部器件都事先在工厂调试安装好，用户安装时不需要打开外壳，只需要直接把接头7与变压器阀门的法兰盘密封连接即可。从而使整个信号变送器的在线安装变得非常简单，不易出错。
权利要求1.一种变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，包括一端设有开口的外壳，与所述外壳开口处密封连接的后盖板，装在所述后盖板上的用于与变压器阀门连接的接头，以及装在所述外壳内部且其头部与所述接头的尾部连接的传感器，在所述后盖板的下部设有一个连通外壳内、外部的下通气孔；其特征在于，在所述后盖板的上部还设有一个连通外壳内、外部的上通气孔。
2.根据权利要求1所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述接头的与变压器阀门连接的一端为管螺纹结构；在接头中段的顶部设有一个取油样口，该取油样口经取油样通路连通到接头的内腔。
3.根据权利要求1所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述接头的与变压器阀门连接的一端为法兰盘结构；在该法兰盘顶部设有一个取油样口，所述取油样口经取油样通路连通到可取到油样的位置。
4.根据权利要求3所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述法兰盘顶部的取油样口经取油样通路连通到接头的内腔。
5.根据权利要求3所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述法兰盘顶部的取油样口经取油样通路连通到其端面上靠近接头内腔的位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述接头的与后盖板连接的一端也为法兰盘结构，在该法兰盘上部设有出口倾斜朝下的通气孔，该通气孔与所述后盖板的上通气孔相互连通。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述外壳的开口处与后盖板之间通过法兰实现轴向密封，两者的法兰之间装有导电密封圈和橡胶密封圈。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述外壳为菱形柱、圆柱、长方形柱、正方形柱或拱顶状结构；所述外壳的与后盖板相对的端面上还设有用于安装数字显示器的显示窗口。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述接头中段的外形为六角柱结构，所述传感器的前段的外形也为六角柱结构，便于用普通扳手旋拧。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，其特征在于，所述接头可与所述后盖板制成一体结构，或者与所述传感器制成一体结构。
专利摘要本实用新型涉及变压器气体在线监测仪的信号变送器结构，包括外壳、后盖板、接头以及传感器，为了解决现有产品安装复杂，取油样难、潮气易凝结，密封可靠性差等问题，本实用新型中，在后盖板上部和下部分别设有连通外壳内外部的上下通气孔；针对管螺纹结构的变压器阀门，接头的相应端也为管螺纹结构，其取油样口设在接头中段的顶部并与接头的内腔连通；针对法兰盘结构的变压器阀门，接头的相应端也为法兰盘结构，其取油样口设在法兰盘顶部并连通至或靠近接头内腔；外壳开口处与后盖板之间通过法兰式连接实现轴向密封，可增强密封可靠性。采用本实用新型的信号变送器，用户可以直接取油样而不必打开外壳；其上下通气孔可减少或消除水蒸汽的凝结。
文档编号G01N35/00GK2685879SQ03225399
公开日2005年3月16日 申请日期2003年4月19日 优先权日2003年4月19日
发明者秦仁炎, 柴正清 申请人:深圳奥特迅电气设备有限公司