本發(fā)明涉及變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)：

變壓器是電力系統(tǒng)中重要的設(shè)備之一，保證其安全運(yùn)行具有重大意義。絕緣老化是變壓器壽命縮短的根本原因，而高溫會(huì)加快繞組絕緣老化，為了保障變壓器運(yùn)行安全可靠、延長(zhǎng)變壓器的使用壽命，監(jiān)測(cè)變壓器繞組熱點(diǎn)溫度、鐵心溫度和油溫等十分重要。

傳統(tǒng)的溫度傳感器不能很好地滿足置入繞組或鐵心內(nèi)部等要求，現(xiàn)有的光纖溫度傳感器往往存在如下問(wèn)題：

(1)用于油浸變壓器內(nèi)部溫度測(cè)量的光纖溫度傳感器封裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且可靠性較低；

(2)現(xiàn)有的基于光纖光柵的溫度傳感器由于退敏效應(yīng)，長(zhǎng)期工作存在漂移、精度差等問(wèn)題；

(3)現(xiàn)有光纖溫度傳感器在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)不能兼容變壓器制作工藝流程，容易在安裝和使用過(guò)程中損傷，可靠性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器及其制造方法，能夠很好地滿足置入繞組或鐵心內(nèi)部等要求，方便地監(jiān)測(cè)油浸變壓器的內(nèi)部溫度。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器，包括光纖、設(shè)于所述光纖第一端的光纖連接頭、封裝于所述光纖第二端的熱敏元件以及第一保護(hù)套和第二保護(hù)套，所述第一保護(hù)套套設(shè)于所述光纖第二端外周面，所述第二保護(hù)套套設(shè)于所述光纖其它外周面，且所述第一保護(hù)套上開(kāi)設(shè)有在其徑向上貫穿的多個(gè)通孔。

作為其中一種實(shí)施方式，所述第一保護(hù)套的端部、所述光纖第二端與所述熱敏元件通過(guò)膠水封裝在一起。

作為其中一種實(shí)施方式，至少一個(gè)所述通孔位于封裝部外。

作為其中一種實(shí)施方式，所述第二保護(hù)套為螺旋套管，所述第二保護(hù)套與所述光纖通過(guò)膠水粘接。

作為其中一種實(shí)施方式，所述的用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器還包括固定盤(pán)，所述第一保護(hù)套固定在所述固定盤(pán)的一面。

作為其中一種實(shí)施方式，所述固定盤(pán)上開(kāi)設(shè)有缺口，所述熱敏元件在所述固定盤(pán)軸向上的投影位于所述缺口內(nèi)。

作為其中一種實(shí)施方式，所述的用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器還包括插針，所述插針固定在所述光纖第二端并與所述第二保護(hù)套相對(duì)固定。

作為其中一種實(shí)施方式，所述的用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器還包括包裹在所述第二保護(hù)套外表面、連接所述插針的固定環(huán)。

作為其中一種實(shí)施方式，所述的用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器還包括同時(shí)套設(shè)部分所述第二保護(hù)套和部分所述固定環(huán)的第三保護(hù)套。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器的制造方法，包括：

在光纖一端粘貼熱敏元件；

在第一保護(hù)套上開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，將光纖具有熱敏元件的一端穿過(guò)第一保護(hù)套，并將第一保護(hù)套端部、熱敏元件封裝在一起；

將第二保護(hù)套套設(shè)在光纖的其他部位，并在光纖的另一端裝配光纖連接頭。

本發(fā)明的溫度傳感器體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，不會(huì)造成結(jié)構(gòu)損傷和精度降低等情況發(fā)生，能夠很好地滿足置入繞組或鐵心內(nèi)部等要求，方便地監(jiān)測(cè)油浸變壓器的內(nèi)部溫度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的溫度傳感器的熱敏元件一端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的溫度傳感器的熱敏元件一端的固定結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的溫度傳感器的光纖連接頭一端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的插針的保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例的用于油浸變壓器內(nèi)部的溫度傳感器，包括光纖1、設(shè)于光纖1第一端的光纖連接頭2、封裝于光纖1第二端的熱敏元件3以及第一保護(hù)套4和第二保護(hù)套5，第一保護(hù)套4套設(shè)于光纖1第二端外周面，第二保護(hù)套5套設(shè)于光纖1其它外周面，且第一保護(hù)套4上開(kāi)設(shè)有在其徑向上貫穿的多個(gè)通孔41。光纖連接頭2可以是ST、FC、SMA等類型的金屬光纖連接頭中的任一種，便于與其它設(shè)備連接。

結(jié)合圖2所示，第一保護(hù)套4的端部、光纖1的第二端與熱敏元件3通過(guò)膠水6封裝在一起。膠水6優(yōu)選為環(huán)氧光學(xué)膠，其包覆在溫度傳感器的熱敏元件一端的外表面，可起到粘結(jié)和保護(hù)熱敏元件3的作用。

進(jìn)一步地優(yōu)選地，本實(shí)施例的第一保護(hù)套4上的至少一個(gè)通孔41位于封裝部外，該通孔41的存在一方面保證了光纖1的透氣特性，使得變壓器設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中進(jìn)行真空干燥時(shí)利于第一保護(hù)套4內(nèi)的空氣排出；另一方面，由于第一保護(hù)套4為不粘膠材料，設(shè)置通孔后，膠水可通過(guò)通孔41滲入第一保護(hù)套4內(nèi)，將第一保護(hù)套4與光纖1粘接固定，可以防止安裝過(guò)程內(nèi)部光纖1被拉動(dòng)而脫落；又一方面，油液也能通過(guò)該通孔41進(jìn)入第一保護(hù)套4內(nèi)，方便熱敏元件3進(jìn)行溫度檢測(cè)，而不必將光纖1和熱敏元件3直接暴露在外部，可以避免傳感器插入、安裝和檢測(cè)過(guò)程中的損傷。

優(yōu)選第一保護(hù)套4為耐高溫氟塑料，如PTFE、FEP、PFA等，該第一保護(hù)套具備耐高溫、耐腐蝕、不粘附、電絕緣性的特性，可以為任何顏色及外形。光纖1采用的是一種耐高溫、彎曲性好的石英光纖，該光纖的涂覆層為聚酰亞胺，具有耐高溫、耐腐蝕和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠保證光纖在惡劣的環(huán)境下能夠穩(wěn)定的工作；另外，在光纖涂覆層外還涂覆有一層柔韌性好、耐高溫的氟材料，該涂層既可以保護(hù)光纖，又能夠改善光纖的柔韌性，使得光纖在彎曲情況下不易折斷。熱敏元件3即溫度傳感元件，其用于檢測(cè)的正面鍍有增透膜，提高熱量穿透性，其背面鍍有反射膜，用于減少內(nèi)部溫度損失，提高檢測(cè)精度，該溫度傳感元件可以為多種形狀(如圓形、方形等)，斷面面積大于光纖纖芯。

結(jié)合圖1和圖3所示，第二保護(hù)套5為螺旋套管，安裝在光纖1外表面，優(yōu)選第二保護(hù)套5與光纖1通過(guò)膠水粘接，具體是通過(guò)第二保護(hù)套5的螺旋縫隙朝內(nèi)注入膠水，使其滲入而將第二保護(hù)套5與光纖1粘接固定。第二保護(hù)套5的螺旋套管結(jié)構(gòu)為耐高溫氟材料螺旋管，可以加強(qiáng)對(duì)光纖的保護(hù)，并增強(qiáng)光纖的柔韌性。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例的溫度傳感器還具有固定盤(pán)7，第一保護(hù)套4和第二保護(hù)套5同時(shí)固定在固定盤(pán)7的一面上。這里，具體是在固定盤(pán)7的一個(gè)面上開(kāi)設(shè)有與第一保護(hù)套4和第二保護(hù)套5外形匹配的凹槽，第一保護(hù)套4、第二保護(hù)套5通過(guò)膠水或者卡合等方式固定在相應(yīng)的凹槽內(nèi)。該固定盤(pán)7可以將第一保護(hù)套4和第二保護(hù)套5同時(shí)固定，并固定到合適的檢測(cè)部位，方便檢測(cè)，防止安裝過(guò)程各層保護(hù)套之間松動(dòng)，又能可靠、方便地安裝固定在變壓器內(nèi)部。該固定盤(pán)7優(yōu)選采用耐高溫絕緣材料制成，也可以避免其他結(jié)構(gòu)剮蹭或溫度影響到檢測(cè)結(jié)果，使得溫度傳感器可以更持續(xù)、耐久、安全地在變壓器內(nèi)部工作。

具體地，固定盤(pán)7上開(kāi)設(shè)有徑向延伸的缺口70，熱敏元件3在固定盤(pán)7軸向上的投影位于缺口70內(nèi)，即熱敏元件3伸出至缺口70對(duì)應(yīng)部位，以方便油液從缺口70經(jīng)通孔41進(jìn)入熱敏元件3部位。

結(jié)合圖1和圖4所示，溫度傳感器還包括插針8，插針8固定在光纖1第二端并與第二保護(hù)套5相對(duì)固定。插針8可以是金屬或陶瓷，如圖5，其外圍套設(shè)有插針保護(hù)套80，可以對(duì)插針8端面進(jìn)行保護(hù)。固定環(huán)9包裹在第二保護(hù)套5外表面并連接插針8，將第二保護(hù)套5與插針8緊密固定。第三保護(hù)套10同時(shí)套設(shè)在部分第二保護(hù)套5和部分固定環(huán)9的外表面。優(yōu)選插針保護(hù)套80、第三保護(hù)套10為熱縮管，受熱之后熱縮管縮緊而進(jìn)行緊固，固定環(huán)9為金屬環(huán)。

該溫度傳感器在裝配光纖連接頭2時(shí)使用金屬固定環(huán)9將螺旋套管構(gòu)造的第二保護(hù)套5與插針8緊密固定，并使用熱縮管構(gòu)造的第三保護(hù)套10將第二保護(hù)套5與金屬固定環(huán)9緊密固定，使得第二保護(hù)套5在安裝過(guò)程不易松動(dòng)。

本發(fā)明的溫度傳感器的制造方法包括：

(1)在光纖1一端粘貼熱敏元件3；

(2)在第一保護(hù)套4上開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔41，將光纖1具有熱敏元件3的一端穿過(guò)第一保護(hù)套4，并將第一保護(hù)套4端部、熱敏元件3封裝在一起；

(3)將第二保護(hù)套5套設(shè)在光纖1的其他部位，并在光纖1的另一端裝配光纖連接頭2。

具體在制造時(shí)，需要先將光纖1的第一端與插針8固定連接，并將光纖1的第二端與熱敏元件3通過(guò)環(huán)氧光學(xué)膠粘貼，在光纖1端部與熱敏元件3周圍涂覆環(huán)氧光學(xué)膠對(duì)熱敏元件3進(jìn)行封裝，組成溫度傳感探頭；還要將第一保護(hù)套4的兩端脫蠟處理，使其能與膠水粘接，在第一保護(hù)套4上開(kāi)設(shè)若干通孔41；然后，將光纖1的熱敏元件3端緩慢穿過(guò)第一保護(hù)套4，并朝第一保護(hù)套4內(nèi)注入少量環(huán)氧光學(xué)膠，將第一保護(hù)套4與溫度傳感探頭封裝固定，此過(guò)程中，由于第一保護(hù)套4端部開(kāi)設(shè)有通孔41，環(huán)氧光學(xué)膠可滲入通孔41而將第一保護(hù)套4與光纖1固定在一起，然后在熱敏元件3于第一保護(hù)套4端部涂覆環(huán)氧光學(xué)膠再次封裝；隨后，在光纖1的其他部分套上第二保護(hù)套5，通過(guò)第二保護(hù)套5的縫隙注入膠水將第二保護(hù)套5與光纖1粘合在一起；另外，在第二保護(hù)套5靠近插針一端，使用固定環(huán)9將插針8與第二保護(hù)套5壓緊固定，并使用第三保護(hù)套10將第二保護(hù)套5與固定環(huán)9末端包覆，熱縮管受熱縮緊將二者包覆而緊密固定；最后，再通過(guò)彈簧片將帶有卡口的光纖連接頭2固定。而固定盤(pán)7的制作是在其中央開(kāi)設(shè)凹槽，并在凹槽中涂膠，將第一保護(hù)套4、第二保護(hù)套5放置于相應(yīng)部位粘接。

通過(guò)以上設(shè)置，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)溫度傳感器體積小，能夠埋入變壓器箱體內(nèi)，直接準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)繞組、鐵心的熱點(diǎn)溫度；

(2)具有雙層的保護(hù)套管，既加強(qiáng)對(duì)光纖的保護(hù)，又增強(qiáng)柔韌性；

(3)設(shè)計(jì)有固定盤(pán)，可固定探頭端，并可兼容變壓器設(shè)計(jì)流程，避免溫度傳感器受損傷；

(4)第一保護(hù)套上具有通孔，制造方便、變壓器設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中保護(hù)管內(nèi)的氣體排出順暢，同時(shí)也便于粘接固定；

(5)封裝簡(jiǎn)單、無(wú)需校準(zhǔn)、互換性好，測(cè)溫準(zhǔn)確性高，并且可穩(wěn)定、耐久、安全地工作；

(6)具有抗電磁干擾、耐化學(xué)腐蝕的特性，適用于各種復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境，也可用于醫(yī)學(xué)及工業(yè)等其它需要進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域。

實(shí)施例2

如圖6所示，與實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的固定盤(pán)7尺寸更小，第一保護(hù)套4固定在固定盤(pán)7上，且長(zhǎng)度大于固定盤(pán)7的直接，其端部伸出于固定盤(pán)7外，此設(shè)計(jì)可適用于更為狹小的空間處的檢測(cè)。

以上所述僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。