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变压器含水量测量设备和系统

阅读：1060发布：2021-02-18

IPRDB可以提供变压器含水量测量设备和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种变压器含水量测量设备和系统，包括信号发生器、电压比较器、继电器、具有时域测量功能的示波器和具有频域测量功能的频谱分析仪；信号发生器和电压比较器相连，电压比较器与继电器相连；信号发生器连接待测变压器，用于输出变频电压信号；电压比较器用于在比较出变频电压信号低于预设值时，控制继电器的第一常开开关闭合，以使示波器测量待测变压器的含水量；在比较出变频电压信号高于预设值时，控制继电器的第二常开开关的闭合，以使频谱分析仪测量待测变压器的含水量，解决了采用单一模式进行水分测量，测量时间长且准确度不高的技术问题，达到了提高变压器含水量测量精度的技术效果。，下面是变压器含水量测量设备和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种变压器含水量测量设备，其特征在于，包括：信号发生器、电压比较器、继电器、具有时域测量功能的示波器和具有频域测量功能的频谱分析仪；

所述信号发生器和所述电压比较器相连，所述电压比较器与所述继电器相连；所述继电器包括第一常开触点和第二常开触点，所述继电器的第一常开触点用于连通待测变压器与所述示波器，所述继电器的第二常开触点用于连通所述待测变压器与所述频谱分析仪；

所述信号发生器用于连接待测变压器，输出变频电压信号给待测变压器，以使待测变压器获得变频电压信号作为测试信号，并将所述变频电压信号发送给所述电压比较器；

所述电压比较器用于在比较出所述变频电压信号低于预设值时，控制继电器的第一常开开关闭合，以使所述示波器工作，测量所述待测变压器的含水量；在比较出所述变频电压信号高于预设值时，控制继电器的第二常开开关的闭合，以使所述频谱分析仪工作，测量所述待测变压器的含水量。

2.根据权利要求1所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，所述电压比较器的型号为LM358。

3.根据权利要求2所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，还包括：绝缘外壳。

4.根据权利要求3所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，所述绝缘外壳为长方体。

5.根据权利要求4所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，所述绝缘外壳包括前面板和后面板；

所述前面板上分布设置有多个第一连接端口，所述多个第一连接端口用于将所述信号发生器与所述待测变压器连接；

所述后面板上设置有多个第二连接端口，所述多个第二连接端口用于将所述待测变压器与示波器和频谱分析仪连接。

6.根据权利要求5所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，所述前面板还包括：电源外接端口和交互端口；

所述电源外接端口用于连接外部电源，为所述变压器含水量测量设备供电；

所述交互端口用于与外界连接，以将水分测量的测量结果发送给外界和接收外界信号。

7.根据权利要求6所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，还包括电池；

所述电池用于在外界无法为所述变压器含水量测量设备供电时，实现自身供电。

8.根据权利要求7所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，所述电池为锂电池。

9.根据权利要求1所述的变压器含水量测量设备，其特征在于，还包括：旋转按钮；

所述旋转按钮与信号发生器连接，以使用户通过旋转按钮改变信号发生器输出的变频电压信号的大小。

10.一种变压器含水量测量系统，其特征在于，包括：上位机、变压器水分含量测量设备；

所述上位机与所述变压器水分含量测量设备相连；

所述上位机用于控制所述变压器水分含量测量设备对待测量变压器进行水分测量，并且显示测量结果；

所述变压器水分含量测量设备为权利要求1-9任一项所述的变压器水分含量测量设备；所述变压器水分含量测量设备用于和所述待测量变压器连接。

说明书全文

变压器含水量测量设备和系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及变压器绝缘老化技术领域，尤其是涉及一种变压器含水量测量设备和系统。

背景技术

[0002] 在变压器机械老化、化学老化、热老化、电气老化过程中都会生成水分，电压器中绝大部分水分存在于绝缘结构的固体部件中，如纸板、纸以及木制支撑物中，水分进入固体绝缘后会加速纤维老化和高温下释放出气泡，而纤维老化产生的纤维素颗粒和气泡的存在会产生击穿电压，降低变压器的绝缘强度和可靠性，变压器在水分含量超过一定值之后，绝缘性就会遭到破坏，无法继续正常工作，往往需要吊芯干燥处理的大型检修，干燥检修期间变压器无法正常工作，从而因为停电造成不必要的经济损失。

[0003] 目前，变压器含水量的测量方法有回复电压法、极化/去极化电流法和频域介电谱法，但是采用上述任何一种单一模式的测量方法，往往都存在着是测量时间长且准确度不高的问题。实用新型内容

[0004] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种变压器含水量测量设备和系统，以缓解了采用单一模式进行水分测量，测量时间长且准确度不高的技术问题。

[0005] 第一方面，本实用新型实施例提供了一种变压器含水量测量设备，包括：信号发生器、电压比较器、继电器、具有时域测量功能的示波器和具有频域测量功能的频谱分析仪；

[0006] 所述信号发生器和所述电压比较器相连，所述电压比较器与所述继电器相连；所述继电器包括第一常开触点和第二常开触点，所述继电器的第一常开触点用于连通所述待测变压器与所述示波器，所述继电器的第二常开触点用于连通所述待测变压器与所述频谱分析仪；

[0007] 所述信号发生器用于连接待测变压器，用于输出变频电压信号给待测变压器，以使待测变压器获得变频电压信号作为测试信号，并将所述变频电压信号发送给所述电压比较器；

[0008] 所述电压比较器用于在比较出所述变频电压信号低于预设值时，控制继电器的第一常开开关闭合，以使所述示波器工作，测量所述待测变压器的含水量；在比较出所述变频电压信号高于预设值时，控制继电器的第二常开开关的闭合，以使所述频谱分析仪工作，测量所述待测变压器的含水量。

[0009] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电压比较器的型号为LM358。

[0010] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：绝缘外壳。

[0011] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述绝缘外壳为长方体。

[0012] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述绝缘外壳包括前面板和后面板；

[0013] 所述前面板上分布设置有多个第一连接端口，所述多个第一连接端口用于将所述信号发生器与与所述待测变压器连接；

[0014] 所述后面板上设置有多个第二连接端口，所述多个第二连接端口用于将所述待测变压器与示波器和频谱分析仪连接。

[0015] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述前面板还包括：电源外接端口和交互端口；

[0016] 所述电源外接端口用于连接外部电源，为所述变压器含水量测量设备供电；

[0017] 所述交互端口用于与外界连接，以将水分测量的测量结果发送给外界和接收外界信号。

[0018] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括电池；

[0019] 所述电池用于在外界无法为所述变压器含水量测量设备供电时，实现自身供电。

[0020] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述电池为锂电池。

[0021] 结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括：旋转按钮；

[0022] 所述旋转按钮与信号发生器连接，以使用户通过旋转按钮改变信号发生器输出的变频电压信号的大小。

[0023] 第二方面，本实用新型实施例还提供一种变压器含水量测量系统，包括：上位机、变压器水分含量测量设备；

[0024] 所述上位机与所述变压器水分含量测量设备相连；

[0025] 所述上位机用于控制所述变压器水分含量测量设备对待测量变压器进行水分测量，并且显示测量结果；

[0026] 所述变压器水分含量测量设备为第一方面任一所述的变压器水分含量测量设备；所述变压器水分含量测量设备用于和所述待测量变压器连接。

[0027] 本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型通过设置电压比较器比较信号发生器输出的变频电压信号的大小，在变频电压信号低于预设值时通过连通继电器的第一常开触点，使与第一常开触点连接的示波器得到电压信号进行工作，测量得到待测变压器的含水量；在变频电压信号高于预设值时，通过连通继电器的第二常开触点，使与第二常开触点连接的频谱分析仪得到电压信号进行工作，测量得到待测变压器的含水量；通过结合时域测量和频域测量的双通道测量技术，提高了测量精度。

[0028] 本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0029] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本实用新型实施例提供的一种变压器含水量测量设备的组成示意图；

[0032] 图2为本实用新型实施例提供的一种变压器含水量测量设备的前面板和后面板的示意图；

[0033] 图3为本实用新型实施例提供的变压器含水量测量设备的另一种组成示意图；

[0034] 图4为本实用新型实施例提供的一种变压器含水量测量系统的组成示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0036] 在变压器机械老化、化学老化、热老化、电气老化过程中都会生成水分，电压器中绝大部分水分存在于绝缘结构的固体部件中，如纸板、纸以及木制支撑物中，水分进入固体绝缘后会加速纤维老化和高温下释放出气泡，而纤维老化产生的纤维素颗粒和气泡的存在会产生击穿电压，降低变压器的绝缘强度和可靠性，变压器在水分含量超过一定值之后，绝缘性就会遭到破坏，无法继续正常工作，往往需要吊芯干燥处理的大型检修，干燥检修期间变压器无法正常工作，从而因为停电造成不必要的经济损失。

[0037] 目前，变压器含水量的测量方法有回复电压法、极化/去极化电流法和频域介电谱法，但是采用上述任何一种单一模式的测量方法，往往都存在着是测量时间长且准确度不高的问题，基于此，本实用新型实施例提供的一种变压器含水量测量设备和系统，可以结合时域测量和频域测量的双通道的测量技术，大大提高测量精度。

[0038] 为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种变压器含水量测量设备进行详细介绍，如图1所示，包括：信号发生器1、电压比较器2、继电器3、具有时域测量功能的示波器4和具有频域测量功能的频谱分析仪5；

[0039] 信号发生器1和电压比较器2相连，电压比较器2与继电器3相连；继电器3包括第一常开触点6和第二常开触点7，继电器3的第一常开触点6用于连通待测变压器与示波器4，继电器3的第二常开触点用于连通待测变压器与频谱分析仪5；

[0040] 信号发生器1用于连接待测变压器，用于输出变频电压信号给待测变压器，以使待测变压器获得变频电压信号作为测试信号，并将变频电压信号发送给电压比较器2；

[0041] 电压比较器2用于在比较出变频电压信号低于预设值时，控制继电器3的第一常开开关闭合，以使示波器4工作，测量待测变压器的含水量；在比较出变频电压信号高于预设值时，控制继电器3的第二常开开关的闭合，频谱分析仪5工作，测量待测变压器的含水量。

[0042] 在本实用新型中，信号发生器1可以输出变频电压信号，示例性的，信号发生器1可以是函数信号发生器1，可以输出正弦波形的电压信号；在本实用新型实施例中，示波器4可以在较低电压时测量待测变压器的含水量，而当电压上升到一定数值，示波器4测量就会非常的缓慢且不准确，此时就可以设置选择用频谱分析仪5来测量变压器的含水量。

[0043] 本实用新型通过设置电压比较器2比较信号发生器1输出的变频电压信号的大小，在变频电压信号低于预设值时通过连通继电器3的第一常开触点6，使与第一常开触点6连通的示波器4得到电压信号进行工作，测量得到待测变压器含水量；在变频电压信号高于预设值时，通过连通继电器3的第二常开触点，使与第二常开触点连通的频谱分析仪5得到电压信号进行工作，测量待测变压器的含水量；本实用新型实施例通过结合时域测量和频域测量的双通道测量技术，加快了变压器含水量测量的速度且提高了测量精度。

[0044] 在本实用新型的又一实施例中，电压比较器2的型号可以为LM358。

[0045] 在本实用新型实施例中，采用LM358型号的电压比较器2来实现对信号发生器1输出的变频电压信号的大小的比较。

[0046] 在本实用新型的又一实施例中，变压器含水量测量设备还可以包括：绝缘外壳。

[0047] 在本实用新型实施例中，设置绝缘外壳可以作为保护外壳，一方面可以保证操作人员的人身安全，另一方面还可以保护变压器水分含量测量设备内部的组件免于被腐蚀、氧化或破坏。

[0048] 在本实用新型的又一实施例中，绝缘外壳的形状可以为长方体。

[0049] 示例性的，绝缘外壳的形状可以为长方体，也可以是正方体或不规则多边形体等，在这里不做具体限制。

[0050] 在本实用新型的又一实施例中，如图2所示，绝缘外壳可以包括前面板11和后面板12；

[0051] 前面板11上分布设置有多个第一连接端口111，多个第一连接端口111用于将信号发生器1与与待测变压器连接；

[0052] 后面板12上设置有多个第二连接端口112，多个第二连接端口用于连接待测变压器与示波器4和频谱分析仪5。

[0053] 在本实用新型实施例中，示例性的，前面板11和后面板12可以指长方体的前表面和对应的后表面，在连接变压器水分含量测量设备和待测变压器的时候，为了避免用户发生接线错误，在本实用新型实施例中，可以将信号发生器1与与待测变压器连接的第一连接端口111设置在前面板11上，而将连接待测变压器与示波器4和频谱分析仪5的第二连接端口112设置在后面板12上，第一连接端口111和第二连接端口112的分布方式可以是直线分布，也可以两两分组分布，两者的分布方式可以相同，也可以是不同的分布方式，这里不做具体限制；通过本实用新型实施例，将不同的连接端口设置在不同面板上，便于测量人员进行设备的连接接线时，可以快速的找到对应的连接端口，正确的进行连接，避免出错。示例性的，为了更加清楚的标明不同连接端口，也可以为不同的连接端口设置不同的颜色标识，比如，将第一连接端口111设置为红色，第二连接端口112设置为蓝色。

[0054] 在本实用新型的又一实施例中，前面板11还可以包括：电源外接端口和交互端口；

[0055] 电源外接端口用于连接外部电源，为变压器含水量测量设备供电；

[0056] 交互端口用于与外界连接，以将水分测量的测量结果发送给外界和接收外界信号。

[0057] 在本实用新型实施例中，为了给变压器含水量测量设备供电，可以在前面板11上设置有电源外接端口，操作人员可以通过电源外接端口，给变压器含水量测量设备供电，以使其得电正常工作。为了对变压器含水量测量设备进行控制，还可以设置交互端口，通过交互端口，外界可以和变压器含水量测量设备进行数据交互，在本实用新型实施例中，外界可以指除变压器含水量测量设备以外的人或设备。

[0058] 在本实用新型的又一实施例中，变压器含水量测量设备还可以包括电池；

[0059] 电池用于在外界无法为变压器含水量测量设备供电时，实现自身供电。

[0060] 为了避免在无法通过外部给变压器含水量测量设备供电时，还可以正常工作，供操作人员使用，在本实用新型实施例中，还可以在变压器含水量测量设备内部设置有电池，电池就可以在外界无法为变压器含水量测量设备供电时为设备提供工作电压，使其正常工作。

[0061] 在本实用新型的又一实施例中，电池可以为锂电池。

[0062] 在本实用新型实施例中，可以选择锂电池作为变压器含水量测量设备的电池，锂电池具有能量较高，是铅酸电池的约6-7倍；使用寿命长，使用寿命可达6年以上；绿色环保，符合国家安全环保标准等优点。

[0063] 在本实用新型的又一实施例中，如图3所示，变压器含水量测量设备还可以包括：旋转按钮8；

[0064] 旋转按钮8与信号发生器1连接，以使用户通过旋转按钮8改变信号发生器1输出的变频电压信号的大小。

[0065] 为了便于用户可以手动调节变频电压信号的大小，在本实用新型实施例中，可以设置旋转按钮8与信号发生器1连接，用户可以通过操作旋转按钮8就可以根据实际需要改变信号发生器1输出的变频电压信号的大小。示例性的，旋转按钮8可以设置在前面板上，具体的设置位置，这里不做具体限制。

[0066] 在本实用新型的又一实施例中，还提供了一种变压器含水量测量系统，包括：上位机101、变压器水分含量测量设备102；

[0067] 上位机101与变压器水分含量测量设备102相连；

[0068] 上位机101用于控制变压器水分含量测量设备102对待测量变压器进行水分测量，并且显示测量结果；

[0069] 变压器水分含量测量设备102为上述实施例中任一实施例描述的变压器水分含量测量设备102；变压器水分含量测量设备102用于和待测量变压器连接。

[0070] 在本实用新型实施例中，上位机101可以指笔记本电脑，在上位机101中可以安装有控制变压器含水量测量设备工作的配套的测试软件，将上位机101与变压器含水量测量设备通过交互端口进行连接，用户可以直接在上位机101上进行操作来控制变压器含水量测量设备对待测变压器进行含水量测量；变压器含水量测量设备还可以通过交互端口将含水量测量结果发送给上位机101，上位机101可以对测量结果进行显示和处理。示例性的，交互端口可以是USB端口。

[0071] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0072] 另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0073] 功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0074] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0075] 最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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