一種變壓器免維護(hù)呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提出了一種變壓器免維護(hù)呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于變壓器及自動(dòng)控制領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括變壓器部分、感測(cè)部分以及微波部分，其中，變壓器部分包括要被加熱的呼吸器，感測(cè)部分用于感測(cè)氣體流向及流量、氣流溫度以及重量，微波部分用于根據(jù)感測(cè)部分的感測(cè)結(jié)果自動(dòng)控制其中的磁控管的工作狀態(tài)和功率檔位。本方案解決了保證了呼吸器中硅膠的最佳自動(dòng)再生效果，能夠保障變壓器的運(yùn)行的可靠性，并避免更換硅膠對(duì)工作人員人身健康和生態(tài)環(huán)境可能造成的危害。
【專利說(shuō)明】
一種變壓器免維護(hù)呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器呼吸器及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器免維護(hù)呼吸 器的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于充油變壓器，特別是大型充油變壓器，內(nèi)部的絕緣油會(huì)隨著溫度變化產(chǎn)生明 顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，這種現(xiàn)象源自環(huán)境溫度變化、太陽(yáng)照射或變壓器負(fù)載變化的綜合影響。 充油變壓器中包括呼吸器，它又稱為除潮器，其內(nèi)部為變色硅膠，用于吸附空氣中進(jìn)入油枕 內(nèi)部水蒸氣，確保進(jìn)入油枕的空氣保持干燥。傳統(tǒng)呼吸器是充油變壓器維護(hù)頻率最高的重 要附屬部件。更換傳統(tǒng)呼吸器的工作較為繁瑣，規(guī)程規(guī)定工作過(guò)程必須將主變重瓦保護(hù)退 出，必然會(huì)降低變壓器的運(yùn)行可靠性。由于普遍使用的藍(lán)色變色硅膠里含有有毒性的氯化 鈷，接觸硅膠可能會(huì)直接危害人體健康，更換下來(lái)的硅膠也會(huì)對(duì)接觸者和生態(tài)環(huán)境造成危 害。
[0003] 現(xiàn)有的免維護(hù)呼吸器加熱原理大多采用了熱源直接接觸式加熱。對(duì)于吸水后的硅 膠，急劇干燥硅膠顆粒內(nèi)部水分的快速氣化，會(huì)導(dǎo)致硅膠內(nèi)部壓力激增而爆裂的危險(xiǎn)。同 時(shí)，對(duì)于藍(lán)膠指示劑或變色硅膠，脫附再生的溫度超過(guò)120Γ，會(huì)因氯化鈷（顯色劑）的逐漸 氧化而失去變色作用。所以直接接觸式加熱存在硅膠加熱緩慢、加熱不均勻、硅膠顆粒爆裂 率較高的、溫度控制失靈時(shí)顯色劑由于高溫而逐漸氧化而失去變色作用的缺點(diǎn)。
[0004] 微波是指頻率為300MHz~300GHz的電磁波，它具有很強(qiáng)的穿透能力，微波加熱不 同于一般的加熱，一般的接觸式加熱是由外部熱源通過(guò)熱輻射由表及里的傳導(dǎo)式加熱，而 微波加熱是材料在電磁場(chǎng)中由介質(zhì)損耗而引起的整體加熱，即將電磁能直接傳遞給被加熱 的物質(zhì)分子，使分子以極高的速度震動(dòng)并產(chǎn)生熱效應(yīng)，使被加熱的物質(zhì)內(nèi)部和表面的溫度 同時(shí)迅速上升，因此可使受熱物體中水分快速蒸發(fā)而達(dá)到干燥。微波加熱是硅膠加熱再生 的最佳加熱方式。
[0005] 然而，現(xiàn)有的在線微波加熱變壓器呼吸器，加熱控制采用的是手動(dòng)控制或遠(yuǎn)程手 動(dòng)控制，其加熱再生的工作過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。加熱過(guò)程同樣存在急劇干燥急劇加熱 硅膠顆粒內(nèi)部水分的快速氣化，會(huì)導(dǎo)致硅膠內(nèi)部壓力激增而爆裂的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種用于自動(dòng)維護(hù)微波 加熱再生變壓器呼吸器硅膠的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，提出一種變壓器呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包 括變壓器部分、感測(cè)部分以及微波部分;其中：所述變壓器部分包括呼吸器，所述呼吸器包 括硅膠及其容器以及將該容器進(jìn)行密封的上下密封法蘭;所述微波部分包括金屬材質(zhì)的微 波屏蔽內(nèi)罩和外罩，其中所述硅膠及其容器以及上下密封法蘭均位于微波屏蔽內(nèi)罩中，在 金屬外罩的兩側(cè)分別具有一個(gè)微波發(fā)射裝置，所述微波發(fā)射裝置包括磁控管的控制裝置、 磁控管以及微波導(dǎo)管，其中所述磁控管的控制裝置連接至所述磁控管，且所述微波導(dǎo)管連 通微波屏蔽外罩和內(nèi)罩以將微波傳遞至位于所述內(nèi)罩中的硅膠及其容器;所述感測(cè)部分包 括感溫探頭、氣流流向和流量檢測(cè)器以及高精度計(jì)重器;所述感溫探頭用于測(cè)量所述呼吸 器呼出氣體的溫度tii，所述氣流流向和流量檢測(cè)器用于測(cè)量所述呼吸器內(nèi)部的氣體流向和 流量Qii，所述高精度計(jì)重器用于測(cè)量硅膠及其容器以及附件的重量Wii;所述感測(cè)部分連接 至所述微波部分，用于將所述測(cè)量出的溫度、氣體流向和流量以及重量發(fā)送至磁控管的控 制裝置；以及所述磁控管的控制裝置用于根據(jù)所述測(cè)量出硅膠及其容器以及附件的重量、 氣體流向和流量、氣體溫度，控制磁控管的功率檔位。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述磁控管的控制裝置還用于根據(jù)最佳適配比例系數(shù)K、 啟動(dòng)微波加熱時(shí)的等效完全吸水硅膠與整體硅膠的比例、以及啟動(dòng)微波加熱時(shí)硅膠變色的 比例設(shè)置所述磁控管的最高檔輸出功率，其中K為表示磁控管的最高檔輸出功率與硅膠等 效完全吸水重量的比例系數(shù)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述K的取值為150W/500g，啟動(dòng)微波加熱時(shí)完全吸水的 硅膠與整體硅膠的比例為1 /3，對(duì)應(yīng)啟動(dòng)微波加熱時(shí)硅膠變色的比例為1 /2:
[0010] W吸=ff干 χ?/3 (公式 1)
[0011]由此，每個(gè)磁控管的最大輸出功率為：
[0012] Ρ?= 1/2 xm及 X 150/500 = 1/2 XW干 X 1/3X150/500 = 0.05W干
[0013] 推導(dǎo)結(jié)果為:1^=0.051 干 （公式2)
[0014] 其中，W吸為啟動(dòng)微波加熱的完全吸水硅膠重量，單位按克(g)計(jì)算;W干為干燥硅膠 初始總體重量，單位按克(g)計(jì)算;P磁為每個(gè)磁控管的最大輸出功率，單位按瓦特(W)計(jì)算。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述控制裝置中存儲(chǔ)有啟動(dòng)微波加熱時(shí)的重量閾值W啟n、 呼吸器內(nèi)的氣流方向和流量閾值Q啟以及呼出氣流溫度的閾值t啟;所述控制裝置用于判斷當(dāng) 測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W測(cè)增加并滿足W測(cè)多W啟n、測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方 向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁縌測(cè)彡Q啟、以及測(cè)量出的呼出氣流溫度t測(cè)<t啟時(shí)，啟動(dòng)磁控管以最大 輸出功率Ρ?!即最高檔的功率檔位工作。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述磁控管的功率檔位包括Ν個(gè)檔位，最高檔為Ν檔，最低 檔1檔，其中第η檔(1 < η < Ν)的功率Ρη*:
[0017] pji=N*Pfee
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述控制裝置中還存儲(chǔ)有與所述功率檔位對(duì)應(yīng)的重量閾 值W;gn，且W啟n>W啟( η-υ。所述控制裝置用于當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W測(cè)滿足 增加并達(dá)到彡W啟ν，且處于范圍內(nèi)，并且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑?器且流量Qii多Q啟、以及測(cè)量出的呼出氣流溫度_< t啟時(shí)，控制磁控管啟動(dòng)并在最高檔N檔的 功率檔位工作;控制磁控管啟動(dòng)后，并當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W測(cè)滿足W;g n 彡W測(cè)〉W啟(η-υ時(shí)，η處于范圍2 < η < Ν-1內(nèi)，并且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑?流量Q測(cè)多Q啟、以及測(cè)量出的呼出氣流溫度t測(cè)<t啟時(shí)，控制磁控管在第η檔的功率檔位工作； 控制磁控管啟動(dòng)后，并當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W測(cè)滿足彡Wii>W停時(shí)，并 且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁縌ii多Q啟、以及測(cè)量出的呼出氣流溫度t測(cè) <t啟時(shí)，控制磁控管在最低檔1檔的功率檔位工作，其中W停是停止加熱時(shí)對(duì)應(yīng)的重量閾值， 且W停 <胃啟1。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)隨著加熱的進(jìn)行，測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的 重量W測(cè)逐漸降低，并同時(shí)滿足測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁縌ii多Q啟、以 及測(cè)量出的呼出氣流溫度t測(cè)<t啟時(shí)，所述控制裝置用于控制磁控管以逐漸降低的功率檔位 工作。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量Wii降低至Wii< W鐘寸，其中W停為停止加熱時(shí)對(duì)應(yīng)的重量閾值，所述控制裝置用于控制磁控管停止工作。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述控制裝置用于當(dāng)判斷滿足以下任一條件時(shí)，控制磁 控管停止工作:測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W測(cè)增加但未達(dá)到啟動(dòng)微波加熱時(shí)的 重量閾值W啟N之前，即不滿足Wil彡W啟N ;測(cè)量出的硅膠及其容器以及附件的重量W?達(dá)到啟動(dòng)微 波加熱時(shí)的重量閾值W啟N之后，即滿足評(píng)測(cè)多W啟N啟動(dòng)微波加熱之后，水分逐漸排出，Wil降低至 WiiSW停，其中W停為停止加熱時(shí)對(duì)應(yīng)的重量閾值;測(cè)量出的氣體流向?yàn)榱魅牒粑?測(cè)量出的 氣體流向?yàn)榱鞒龊粑鳎伊髁縌ii< Q啟;測(cè)量出的呼出氣流溫度t啟。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，WHN=WB+W++zvw='Wfrt+W ++'W+X 孓 X15%=\￥w+ ri ￡ 11 L05W千；評(píng)紅二撕咐+界干+瓦X厶W=W*+W于十瓦XW于.X 3 X15%= (1十n X〇.〇5) WV fw?;其中，AW為達(dá)到啟動(dòng)條件的硅膠吸水分后增加的重量，單位按克(g)計(jì)算;W干為干燥 硅膠初始重量，單位按克(g)計(jì)算;W附為硅膠容器及其全部附件的重量，單位按克(g)計(jì)算； Wrn為最高檔檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算;W&為第η檔(N多η多1)啟動(dòng)工作的 設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算;W停=W附+W=p+8，其中8為整體測(cè)量誤差，單位按克(g)計(jì)算。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述控制裝置用于根據(jù)整體誤差確定最大檔位數(shù)的取值 范圍：最大檔位數(shù)N的理論取值范圍：33+的整數(shù)，其中W干為干燥硅膠初始重量，單 位按克(g)計(jì)算。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括時(shí)間控制器，用于設(shè)置時(shí)間間 隔t;
[0025] 所述磁控管的控制裝置用于根據(jù)時(shí)間控制器的設(shè)置，當(dāng)控制磁控管在某一功率檔 位工作時(shí)，間歇地啟動(dòng)磁控管進(jìn)行加熱，即導(dǎo)通并啟動(dòng)加熱一時(shí)間段t、斷開(kāi)并停止加熱一 時(shí)間段t循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括用于托起呼吸器硅膠容器的支 撐桿及硅膠容器上下法蘭的緊固螺桿及其螺母和橡膠墊片;所述支撐桿在微波屏蔽內(nèi)罩內(nèi) 的部分采用非金屬材料制成，在微波屏蔽內(nèi)罩和外罩之間的部分采用金屬材料制成，兩部 分的結(jié)合方式采用拔插式結(jié)合;并且所述支撐桿可為三個(gè)，均勻分布在上下密封法蘭四周 并通過(guò)與上下密封法蘭固定在一起，支撐桿的在微波屏蔽內(nèi)罩和外罩部分支撐于所述高精 度計(jì)重器上，以便高精度計(jì)重器測(cè)量硅膠及其容器以及附件的重量。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括連接至上下密封法蘭的外接端 的軟導(dǎo)管以減少對(duì)重量測(cè)量的影響。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述控制裝置用于存儲(chǔ)海拔高度、沸點(diǎn)以及相應(yīng)的呼出 氣流溫度的閾值tg的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，并根據(jù)所在地的海拔高度和沸點(diǎn)確定要采用的呼出氣流 溫度的闡值t啟。
[0029] 由此可見(jiàn)，本發(fā)明利用變壓器內(nèi)部的絕緣油隨著溫度變化產(chǎn)生明顯的熱脹冷縮現(xiàn) 象，即，變壓器由于環(huán)境溫度、風(fēng)速、太陽(yáng)照射、變壓器負(fù)載幾種因素（其中環(huán)境溫度和負(fù)載 因素影響較大，而且這兩個(gè)因素影響在時(shí)間上和增減趨勢(shì)上都是基本同步的，可簡(jiǎn)單疊加 計(jì)算)的綜合作用導(dǎo)致變壓器油位的變化，油位降低空氣流進(jìn)呼吸器，干燥劑將進(jìn)入變壓器 的空氣中的水分吸附后重量增加，在干燥劑達(dá)到設(shè)定的吸濕程度的條件下，利用油位上升 從呼吸器流出的空氣，啟動(dòng)微波加熱，將蒸發(fā)的水分帶出呼吸器，起到往復(fù)循環(huán)，干燥劑自 動(dòng)再生的目的。本發(fā)明采用了一種支持該系統(tǒng)工作的特有的裝置，并在加熱控制方式上采 用了特有的自動(dòng)分析控制，對(duì)于輸出的微波功率進(jìn)行了優(yōu)化匹配，考慮了三種因素（用重量 變化反映的干燥劑吸濕程度、呼吸器內(nèi)氣流方向及流量、呼出氣流溫度)并在時(shí)間上加以控 制，保證了最佳的再生效果。因此，能夠保障變壓器的運(yùn)行的可靠性，避免更換硅膠對(duì)工作 人員人身健康和生態(tài)環(huán)境可能造成的危害。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明提出的變壓器呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖2是上下密封法蘭的立體示意圖；
[0032]圖3是通風(fēng)網(wǎng)架的立體示意圖；
[0033]圖4是圓環(huán)形密封墊片的立體示意圖；
[0034]圖5是連接法蘭的立體示意圖；
[0035]圖6是多層滾珠軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7是金屬材質(zhì)的連接導(dǎo)管的立體示意圖；
[0037]圖8是帶有穿孔的圓環(huán)形密封墊片的立體示意圖；
[0038]圖9是支撐桿的立體示意圖；
[0039] 圖10是微波屏蔽罩及控制發(fā)射的相關(guān)裝置的立體示意圖；
[0040] 圖11是所述自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖；
[0041 ]圖12是所述自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制原理圖；
[0042]圖13示出了干燥劑重量變化啟動(dòng)元件S1的特性；
[0043]圖14示出了流量啟動(dòng)元件K4的特性；
[0044]圖15示出了所述溫度啟動(dòng)元件K5的特性；
[0045] 圖16示出了檔位選擇元件Kn、的特性；
[0046] 圖17是啟動(dòng)的上限溫度與海拔、沸點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；
[0047] 圖18是時(shí)間控制器的導(dǎo)通斷開(kāi)狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 以下所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例，并不因此而限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0049] 如圖1所示，本發(fā)明提出的變壓器呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括變壓器部分、感測(cè)部 分以及微波部分。
[0050] 其中，變壓器部分包括：
[0051] 上下敞口式玻璃筒1，其內(nèi)部為變色硅膠顆粒。具體地，其內(nèi)部的硅膠重量按照變 壓器容量確定，玻璃筒直徑與高度比例按照硅膠重量采用現(xiàn)有技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)值確定，具體確 定方式由于不屬于本發(fā)明的重點(diǎn)改進(jìn)范圍，這里不再贅述。所述上下敞口式玻璃筒1即為硅 膠的容器。
[0052]圓環(huán)形密封墊片2,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它可采用硫化硅橡膠材質(zhì)制成。具體地，該元 件的立體示意圖可參見(jiàn)圖4所示。
[0053]通風(fēng)網(wǎng)架3,用于支撐玻璃筒內(nèi)硅膠顆粒，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它可采用聚丙烯材質(zhì) 制成。該元件的立體示意圖參見(jiàn)圖3所示。
[0054]上下密封法蘭4,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它可采用聚丙烯材質(zhì)制成。該元件的立體示意 圖參見(jiàn)圖2所示。所述上下密封法蘭用于對(duì)硅膠的容器進(jìn)行密封，當(dāng)然，上（下）密封法蘭的 上(下)端開(kāi)口還通過(guò)下文所述的抱箍或扎帶5與軟導(dǎo)管6固定，以進(jìn)行氣體的流通。
[0055] 抱箍或扎帶5,用于緊固并密封接縫，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它可采用聚丙烯材質(zhì)制成。
[0056] 軟導(dǎo)管6，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它采用硫化硅橡膠材質(zhì)制成。使用軟性材料，在測(cè)量硅 膠吸水前后重量變化時(shí)，對(duì)變色硅膠重量測(cè)量幾乎不產(chǎn)生影響。
[0057]連接法蘭7,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它采用聚丙烯材質(zhì)制成。該元件立體示意圖參見(jiàn)圖5 所示。
[0058]金屬材質(zhì)的連接導(dǎo)管8,用于連接微波屏蔽內(nèi)罩14與微波屏蔽外罩15之間的呼吸 器通道。該元件的立體示意圖參見(jiàn)圖7所示。
[0059] 帶有穿孔的圓環(huán)形密封墊片9,在一個(gè)實(shí)施例中，它可采用硫化硅橡膠材質(zhì)制成。 該元件的立體示意圖參見(jiàn)圖8所示。
[0060] 金屬材質(zhì)的用于連接變壓器油枕的法蘭及導(dǎo)管10,該元件與現(xiàn)有裝置可直接或間 接連接，它不屬于本發(fā)明重點(diǎn)改進(jìn)之處，這里不再贅述。
[0061] 金屬材質(zhì)的用于連接獨(dú)立油封杯13的法蘭及導(dǎo)管11，該元件與現(xiàn)有裝置可直接或 間接連接，它不屬于本發(fā)明重點(diǎn)改進(jìn)之處，這里不再贅述。
[0062]變壓器油枕12,該元件為現(xiàn)有裝置，這里不再贅述。
[0063] 獨(dú)立油封杯13,該元件為現(xiàn)有裝置，這里不再贅述。
[0064] 此外，還包括金屬材質(zhì)的螺桿及其螺母，它可采用聚丙烯材質(zhì)制成，墊片，它可采 用硫化硅橡膠材質(zhì)，這些元件用于固定及緊固連接導(dǎo)管8、內(nèi)外罩連接法蘭7以及油封杯連 接法蘭11。
[0065] 其中，所述變壓器中包含的呼吸器可以被認(rèn)為是在下文所述的微波屏蔽內(nèi)罩14中 的部分。當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以加入除了內(nèi)罩內(nèi)的元件外的其它元件。
[0066]微波部分包括：
[0067] 金屬材質(zhì)的微波屏蔽內(nèi)罩14,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10。
[0068] 金屬材質(zhì)的微波屏蔽外罩15,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10。
[0069] 微波發(fā)生裝置即磁控管的電源及控制裝置16,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10。
[0070] 微波發(fā)生裝置即磁控管17,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10,所述磁控管的輸出功率 的選擇與硅膠總重量相關(guān)聯(lián)。
[0071] 微波導(dǎo)管18,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10。
[0072] 金屬材質(zhì)的微波發(fā)生集成裝置外罩19,該元件的立體示意圖見(jiàn)圖10。
[0073]微波爐腔通風(fēng)槽口 20,用于微波爐腔內(nèi)部與外部空氣進(jìn)行通風(fēng)的槽口。微波加熱 后內(nèi)外溫差會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外壓力差，通風(fēng)槽口可避免壓力差對(duì)屏蔽罩的損壞。
[0074] 防塵濾網(wǎng)21，用于過(guò)濾通風(fēng)過(guò)程中空氣中的塵埃，保持內(nèi)部清潔。
[0075] 微波屏蔽罩通風(fēng)口 22,用于呼吸器內(nèi)部的空氣通風(fēng)的槽口。變壓器油隨著溫度變 化熱脹冷縮，造成油枕油位變化，呼吸器的作用就是過(guò)濾進(jìn)入油枕的空氣中的水分，呼吸器 通道必須保持導(dǎo)通狀態(tài)。
[0076]除此之外，微波部分還包括電源及控制輸入配線29以及電源及控制輸出配線30。
[0077]從圖1和10可以看到，在呼吸器兩側(cè)具有兩個(gè)微波發(fā)生裝置，每一個(gè)微波發(fā)生裝置 都可由元件16-19以及29、30中的一個(gè)或多個(gè)元件組成。
[0078]感測(cè)部分包括：
[0079] 感溫探頭23及其傳輸線，所述傳輸線通過(guò)硅膠墊片引出，所述感溫探頭用于測(cè)量 呼吸器呼出氣體的溫度，測(cè)量值會(huì)通過(guò)其傳輸線發(fā)送至微波電源及控制裝置，例如磁控管 的電源及控制裝置16。
[0080] 氣流流向和流量檢測(cè)器24及其傳輸線。所述傳輸線通過(guò)硅膠墊片引出，用于監(jiān)測(cè) 呼吸器內(nèi)部氣體流向和流量，測(cè)量值會(huì)通過(guò)其傳輸線發(fā)送至微波電源及控制裝置，例如磁 控管的電源及控制裝置16。
[0081] 用于托起呼吸器硅膠容器的支撐桿及硅膠容器上下法蘭的緊固螺桿及其螺母(可 采用聚丙烯材質(zhì)制成)和橡膠墊片(可采用硫化硅橡膠材質(zhì)制成)26。為了最大程度地屏蔽 微波，它可采用兩種材料制成，在微波屏蔽罩內(nèi)的支桿采用非金屬材料(諸如采用聚丙烯材 材質(zhì)制成），在微波屏蔽夾層的材料采用金屬材料，兩種材料的結(jié)合方式采用拔插式結(jié)合。 該元件的立體示意圖見(jiàn)圖9,其中，上半部分為非金屬材料，下半部分為金屬材料，兩者通過(guò) 插拔式結(jié)構(gòu)組裝在一起。如圖9、10所示，所述支撐桿可為三個(gè)，均勻分布在上下密封法蘭4 四周并通過(guò)緊固螺桿、螺母、橡膠墊盤(pán)等與密封法蘭固定在一起，支撐桿的下半部分(在微 波屏蔽夾層中）支撐于下文所述的高精度計(jì)重器28上，這樣高精度計(jì)重器28如下文所述便 可測(cè)量硅膠及其容器以及附件的重量。
[0082]多層滾珠軸承27，用于固定支撐桿26，多層滾珠軸承可使其保持直立狀態(tài)，并可使 其摩擦力降低至可忽略不計(jì)，保證變色硅膠重量的精確測(cè)量，該元件的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖6。 [0083]高精度計(jì)重器28,用于測(cè)量變色硅膠及其容器以及附件的重量，其測(cè)量值被發(fā)送 至微波控制裝置，例如磁控管的電源及控制裝置16。
[0084]下面參考圖11，對(duì)本自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
[0085] 所述控制結(jié)構(gòu)包括三部分，感測(cè)部分110、微波控制部分111以及執(zhí)行部分112。 [0086] 其中，感測(cè)部分110包括上述高精度計(jì)重器28、氣流流向和流量檢測(cè)器24以及感溫 探頭23。所述高精度計(jì)重器28用于感測(cè)干燥劑及其容器、附件的整體重量Wii;所述氣流流向 和流量檢測(cè)器24用于感測(cè)呼吸器內(nèi)氣流方向及流量Ο?;所述感溫探頭23用于感測(cè)呼吸器內(nèi) 氣流的溫度1?。
[0087] 所述感測(cè)部分110將感測(cè)出的結(jié)果發(fā)送給磁控管控制裝置16,由所述微波控制部 分111根據(jù)感測(cè)出的重量變化、氣流方向及流量、溫度，控制執(zhí)行部分112加以執(zhí)行。
[0088] 執(zhí)行部分112包括處于多個(gè)狀態(tài)或者不同檔位工作的磁控管17,如圖11所示，磁控 管17可在最高檔即第N檔工作，也可在最高檔即第N檔與最小檔即第1檔之間的任一檔位即 第η檔工作。
[0089] 下面參考圖12,對(duì)本自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制原理進(jìn)行描述。其中，附圖標(biāo)記120-123 分別表示控制正極、控制負(fù)極、工作正極以及工作負(fù)極。
[0090] Μ表示門(mén)開(kāi)關(guān)。微波爐腔門(mén)打開(kāi)，則Μ打開(kāi)，微波爐腔門(mén)關(guān)閉，則Μ閉合。
[0091] 接下來(lái)，我們對(duì)圖12中的干燥劑重量變化啟動(dòng)元件Sl(參見(jiàn)圖12)，以及檔位選擇 元件(參見(jiàn)圖12中的ΚΝ、···Κ η、…Ki元件）的閉合或斷開(kāi)時(shí)機(jī)進(jìn)行描述。為此，我們首先討論磁 控管17的最大輸出功率的計(jì)算方法。
[0092] -并參見(jiàn)圖10可知，所述呼吸器兩側(cè)均勻分布兩個(gè)微波發(fā)生裝置，為了使得微波 發(fā)生裝置的輸出功率與硅膠最大吸水重量相適配，提出了最佳適配比例系數(shù)K的概念(K表 示磁控管的最高檔輸出功率與硅膠最大吸水重量的比例系數(shù)。）按照經(jīng)驗(yàn)取值設(shè)定K值為 150W/500g，規(guī)程要求硅膠容器中2/3的硅膠吸水變色后更換干燥硅膠，啟動(dòng)加熱再生應(yīng)在 小于或等于2/3的硅膠變色開(kāi)始工作，考慮加熱后水蒸氣有反向擴(kuò)散(即向油枕內(nèi)部方向擴(kuò) 散)的效應(yīng)，選擇1/2變色開(kāi)始加熱為宜(該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值范圍為1/2 ±1/10)，對(duì)應(yīng)的完全吸水硅膠約為整體1/3(該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值范圍 為1/3±1/15)，由此更換硅膠的啟動(dòng)加熱的完全吸水硅膠重量：
[0093] W吸=ff干 χ?/3 (公式 1)
[0094] 由此，每個(gè)磁控管17(如附圖1所示:共兩個(gè)，兩側(cè)各一個(gè))的最大輸出功率：
[0095] Ρ?=1/2Χ1ι及 X150/500 = 1/2XW干 X1/3X150/500 = 0.05W干
[0096] 推導(dǎo)結(jié)果為:Pii=0.05W干 （公式2)
[0097] 其中，W吸為啟動(dòng)加熱的完全吸水硅膠重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0098] W干為干燥硅膠初始總體重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0099] Pit為單個(gè)磁控管17的最大輸出功率，單位按瓦特(W)計(jì)算。
[0100] 此外，急劇加熱硅膠顆粒內(nèi)部水分的快速氣化，會(huì)導(dǎo)致硅膠內(nèi)部壓力激增而爆裂， 采用間歇式加熱，工作方式采用間隔時(shí)間t(設(shè)定20秒)的間歇，即加熱t(yī)時(shí)長(zhǎng)，停止t時(shí)長(zhǎng)，間 歇加熱，逐步升溫。
[0101 ]對(duì)于變壓器呼吸器而言，如果啟動(dòng)值設(shè)定的過(guò)低，則會(huì)使微波加熱頻繁啟動(dòng)，如上 文所述，硅膠容器中2/3的硅膠吸水變色后更換干燥硅膠，要達(dá)到這樣的吸水程度，按照運(yùn) 行經(jīng)驗(yàn)，時(shí)間至少需要一兩個(gè)月，多則需要一年以上。設(shè)定啟動(dòng)值，使其既滿足了現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程 的要求，又可避免微波加熱裝置頻繁啟動(dòng)。達(dá)到啟動(dòng)值后，利用流出的氣流，一般需連續(xù)加 熱約5小時(shí)即可將水分全部排出，5個(gè)小時(shí)的排氣一般需要2~3天的時(shí)間，也就是說(shuō)，當(dāng)達(dá)到 啟動(dòng)條件后，一般只需要2~3天的時(shí)間就可將幾個(gè)月甚至一年時(shí)間吸附的水分全部排出， 干燥劑得到了再生。
[0102] 接下來(lái)，我們討論三個(gè)控制輸入量之一:干燥劑及其容器、附件的整體重量高精度 計(jì)重器28的測(cè)量值W測(cè)，以及基于測(cè)量值Wii確定的元件S1和1的相應(yīng)狀態(tài)。
[0103] 根據(jù)干燥劑性能，即最大吸水濕度30%RH，占重量的15%。如上文所述，硅膠容器 中2/3的硅膠吸水變色后更換干燥硅膠，啟動(dòng)加熱再生應(yīng)在小于或等于2/3的硅膠變色開(kāi)始 工作，考慮加熱后水蒸氣有反向擴(kuò)散(即向油枕內(nèi)部方向擴(kuò)散)的效應(yīng)，選擇1/2變色開(kāi)始加 熱為宜（該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值范圍為1/2± 1/10)，對(duì)應(yīng)的完全吸水硅膠 折合約為整體1/3(該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值范圍為1/3±1/15)。
[0104] 由此，根據(jù)硅膠重量測(cè)量值作為啟動(dòng)加熱再生的條件，變色達(dá)到硅膠的1/2時(shí)，設(shè) 定為微波加熱的啟動(dòng)條件，即：折合約為整體1/3硅膠達(dá)到完全吸水狀態(tài)，也就是說(shuō)占整體 1/3的硅膠吸水后重量增加了15% :
[0105]
[0106] 由此，最高檔即第_當(dāng)?shù)膯?dòng)條件可總結(jié)為：
[0107]
[0108] 推導(dǎo)結(jié)果:W啟N=1.05W干+W附 （公式3)
[0109] 第N-1檔啟動(dòng)的條件為：當(dāng)吸收的水分重量排出|后，第N-1檔開(kāi)始啟動(dòng)工作。由 此：
[0110]
[0111]
[0112] 第N-2檔啟動(dòng)的條件為：當(dāng)吸收的水分重量排出I后，第N-2檔開(kāi)始啟動(dòng)工作。由 此：
[0113]
[0114]
[0115] 依次類推，檔位總數(shù)N彡1的自然數(shù)，第η檔(N彡η彡1)的通用計(jì)算公式為：
[0116]
Π
[0117] 推導(dǎo)結(jié)果：Wen= (1十Ν-Χ0.05) W干+W附 （公式6)
[0118] 由此最低檔1檔的計(jì)算公式為：
[0119]
[0120]
[0121] 停運(yùn)重量值的確定原則為:硅膠軟導(dǎo)管的測(cè)量誤差(試驗(yàn)表明為5g以內(nèi)）加計(jì)重器 本身的測(cè)量誤差（采用高精度計(jì)重器誤差1/10000,可忽略不計(jì)），對(duì)于大型變壓器 (180000kVA以上充油變壓器），硅膠重量最大的規(guī)格為10kg，由此，整體誤差設(shè)定按8g計(jì)算 (該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，理論取值范圍大于等于6克）。由此：
[0122] w停=_+W干+8 (公式 8)
[0123] 其中，AW為達(dá)到啟動(dòng)條件的硅膠吸水分后增加的重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0124] W干為干燥硅膠初始重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0125] W附為硅膠容器及其全部附件的重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0126] W啟N為最高檔檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0127] W啟(Ν-υ為第(N-1)檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0128] W啟(nd為第(N-2)檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0129] W;gn為第η檔(N彡η彡1)啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0130] WiS最低檔1檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算；
[0131] W停為停止工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算。
[0132] 下面我們參見(jiàn)圖12描述干燥劑重量變化啟動(dòng)元件S1的特性。
[0133] 加熱再生的啟動(dòng)條件，對(duì)應(yīng)的判別元件為附圖12中干燥劑重量變化啟動(dòng)元件S1， 其動(dòng)作特性設(shè)定為：?jiǎn)?dòng)元件S1初始狀態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)滿足W測(cè)啟n條件后，啟動(dòng)元件S1 閉合并保持，其他條件(流向流量啟動(dòng)元件K4,溫度啟動(dòng)元件K5,這將在下文進(jìn)行描述)相應(yīng) 滿足后，微波加熱啟動(dòng)，水分按檔位逐漸排出，當(dāng)W測(cè)SWffB寸，元件S1斷開(kāi)并保持。S1元件特性 見(jiàn)圖13所示(其特性類似過(guò)量保護(hù)的繼電器動(dòng)作特性，其返回值/動(dòng)作值小于1，即W停/^啟小 于1)。如圖13所示，當(dāng)檢測(cè)到的重量W測(cè)從小于W停逐漸增加到大于等于W啟n時(shí)，S1的接點(diǎn)閉合； 當(dāng)檢測(cè)到的重量W測(cè)從大于W啟n逐漸減少到小于等于W停時(shí)，S1的接點(diǎn)斷開(kāi)。
[0134] 當(dāng)干燥劑吸水后重量增加達(dá)到啟動(dòng)條件(附圖12中干燥劑重量變化啟動(dòng)元件S1閉 合)時(shí)，其他條件(流向流量啟動(dòng)元件K4，溫度啟動(dòng)元件K5，這將在下文進(jìn)行描述)相應(yīng)滿足 后，微波加熱開(kāi)始，硅膠吸附的水分隨呼出氣流排出，重量減輕，為了保證加熱輸出總功率 與達(dá)到最大吸水濕度的硅膠重量的比例盡量接近最佳適配比例系數(shù)K，如上文所述，采用多 檔加熱（總檔數(shù)設(shè)為N，N為大于等于1的自然數(shù)，最高檔為N，每檔功率按最大功率的1/N遞 減，本發(fā)明以設(shè)定大于等于三檔為例說(shuō)明，且設(shè)定應(yīng)用于硅膠總重量在lkg以上的呼吸器）。 設(shè)定N個(gè)檔位工作范圍分別對(duì)應(yīng)附圖12中檔位范圍選擇開(kāi)關(guān)元件:K N、Kn、Kn-2、…、Kn…、Ki。
[0135] 其工作過(guò)程描述如下：當(dāng)干燥劑吸水后重量增加達(dá)到啟動(dòng)條件時(shí)（附圖12中干燥 劑重量變化啟動(dòng)元件S1閉合），最高檔N檔條件（附圖12中第N檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件K N、流向 流量啟動(dòng)元件K4、溫度啟動(dòng)元件K5都閉合)滿足后，即可啟動(dòng)第N檔按照最大輸出功率間歇 加熱（間歇周期20秒）。水分開(kāi)始排出，重量減小，當(dāng)吸收的水分重量排出^后，第(N-1)檔條 .N 件（附圖12中第N-1檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件Kn-i、流向流量啟動(dòng)元件K4、溫度啟動(dòng)元件K5都閉 合)滿足，第(N-1)檔按照最大輸出功率的￥進(jìn)行間歇加熱（間歇周期20秒）。重量繼續(xù)減 小，當(dāng)吸收的水分重量再度排出4后，第(N-2)檔條件(附圖12中第N-2檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件 KN-2、流向流量啟動(dòng)元件K4、溫度啟動(dòng)元件K5都閉合)滿足，第(N-2)檔按照最大輸出功率的 ￥進(jìn)行間歇加熱（間歇周期20秒）。以此類推，檔位為n(N多η多1的自然數(shù)），第η檔則按照 最大輸出功率的^進(jìn)行間歇加熱（間歇周期20秒）。直到最小檔1檔按照最大輸出功率的$進(jìn) JN 行間歇加熱（間歇周期20秒）。直到硅膠重量測(cè)量值（附圖1中的元件28測(cè)量值W測(cè))小于等于 停運(yùn)重量值WffB寸，停止加熱，娃|父干燥劑加熱再生過(guò)程完成。
[0136] 結(jié)合上述工作過(guò)程，參見(jiàn)圖12描述檔位選擇元件(Kn、…Κη、···Κι元件)的特性。
[0137] 圖12中ΚΝ元件即最高檔第Ν檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件。高精度計(jì)重器28檢測(cè)到干燥劑 及其容器整體重量值Wii，當(dāng)w測(cè)處于Wii>w啟(N-υ范圍內(nèi)時(shí)，κ Ν閉合，在上述范圍之外時(shí)，κΝ斷 開(kāi)。
[0138]圖12中Kn元件即通用變量第η檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件，η取值范圍為N彡η彡1的自然 數(shù)。高精度計(jì)重器28檢測(cè)到干燥劑及其容器整體重量值_，當(dāng)Wii處于W；gn》Wii>W啟(η-υ區(qū)間 內(nèi)時(shí)，Κ η閉合，在上述區(qū)間之外時(shí)，Κη斷開(kāi)。
[0139] 圖12中心元件即最低檔第1檔范圍選擇元件。高精度計(jì)重器28檢測(cè)到干燥劑及其 容器整體重量值W測(cè)，當(dāng)W測(cè)處于彡WM>W停區(qū)間內(nèi)時(shí)，Ki閉合，在上述區(qū)間之外時(shí)，Ki斷開(kāi)。
[0140] 所述檔位選擇元件Kn、···!(!!、…!^的特性示意圖可參見(jiàn)圖16所示。
[0141]下面，我們討論檔位數(shù)N的取值范圍。由于如上文所述，整體誤差設(shè)定按8g計(jì)算(該 數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，理論取值范圍大于等于6克），相鄰檔位之間的啟動(dòng)值之差滿足 大于等于8g的條件，否則可能會(huì)產(chǎn)生由于測(cè)量誤差而導(dǎo)致的檔位不能自動(dòng)切換，即每檔排 出的水分重量至少8g。由此，再根據(jù)干燥劑性能:最大吸水濕度30%RH，占重量的15%，完全 吸收8g水分對(duì)應(yīng)的干燥硅膠的重量53.33g，由此推導(dǎo)，最大檔位數(shù)N的理論取值范圍：N 醒。
[0142] 接下來(lái)，我們討論三個(gè)控制輸入量之二:呼吸器內(nèi)氣流方向及流量〇1，即由氣流流 向和流量檢測(cè)器24檢測(cè)的氣流方向及流量，以及基于檢測(cè)結(jié)果確定的圖12中流向流量啟動(dòng) 元件K4的狀態(tài)。
[0143] 變壓器呼吸器流通的氣體是往復(fù)雙向循環(huán)的，這種現(xiàn)象源自環(huán)境溫度、風(fēng)速、太陽(yáng) 照射、變壓器負(fù)載幾種因素的綜合作用導(dǎo)致變壓器油位的變化，氣流流向探測(cè)頭會(huì)檢測(cè)氣 體流向變化。油位降低，內(nèi)部壓力小于外部壓力，氣體流入呼吸器，微波加熱裝置停止工作， 硅膠處于工作狀態(tài)，吸附流入氣流中的水蒸汽；油位升高，內(nèi)部壓力大于外部壓力，氣體流 出呼吸器，當(dāng)同時(shí)滿足氣體流量、干燥劑吸水程度、氣流溫度幾個(gè)條件的前提下，微波加熱 裝置開(kāi)始工作，并利用排出的氣流對(duì)吸附水蒸氣的硅膠進(jìn)行干燥再生處理。
[0144] 由于油位變化往往不會(huì)是劇烈的，因此呼吸器內(nèi)的氣流實(shí)際流量也很慢，應(yīng)充分 考慮與干燥劑內(nèi)水分氣化的速度相匹配，避免水蒸氣回流進(jìn)入變壓器內(nèi)部。變壓器油膨脹 系數(shù)通常取0.0007每攝氏度，例如25號(hào)變壓器油一噸大約有1125升，在每噸油在日溫差10 °C的條件下，每日最高溫度出現(xiàn)時(shí)間（約14:00左右)與最低溫度出現(xiàn)時(shí)間（約04:00左右）的 間隔時(shí)間按8小時(shí)計(jì)算，平均流量約為0.87升每小時(shí)(0.87L/h)。小型變壓器充油量一般來(lái) 說(shuō)1噸左右，大中型充油變壓器充油量可達(dá)到十幾噸到幾十噸，平均流量與充油量成正比關(guān) 系。
[0145] 流量啟動(dòng)值0e的計(jì)算過(guò)程為，在當(dāng)?shù)氐娜掌骄鶞夭顥l件下，由變壓器充油重量在 日平均溫差條件下的體積的膨脹而計(jì)算得出的平均流量即為流量啟動(dòng)值Q啟(該數(shù)據(jù)合理， 但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值不大于在平均值± 20 %以內(nèi)為宜），也就是說(shuō)，當(dāng)排氣流量達(dá)到 計(jì)算平均值Q啟及以上時(shí)，附圖12中的流向流量啟動(dòng)元件K4閉合。
[0146] Q啟=V油 XX系 Xt差+hn (公式 10)
[0147] 其中，Qg為流量啟動(dòng)值，單位:升每小時(shí)(L/h);
[0148] V油為變壓器充油量的體積，單位為升(L);
[0149] X系為變壓器油膨脹系數(shù)，通常取0.0007每攝氏度(0.0007/°C);
[0150] t||為安裝地點(diǎn)的日平均溫差，由氣象數(shù)據(jù)可查得；
[0151] hpg為每日最高溫度與最低溫度出現(xiàn)時(shí)間的間隔時(shí)間(通常按8小時(shí)計(jì)算）。
[0152 ]當(dāng)空氣流向?yàn)榱鞒龊粑?，且流量達(dá)到Q啟(單位:L/h)及以上時(shí)，則流向流量啟動(dòng) 元件K4閉合并保持;其他情況，則K4斷開(kāi)并保持。
[0153] 所述流量啟動(dòng)元件K4的特性可參見(jiàn)圖14所示。
[0154]接下來(lái)，我們討論三個(gè)控制輸入量之三:呼出氣流溫度t測(cè)(感溫探頭23的測(cè)量值）， 以及基于該測(cè)量值t測(cè)確定的圖12中的溫度啟動(dòng)元件K5的狀態(tài)。
[0155] 對(duì)應(yīng)不同的海拔，水分子會(huì)表現(xiàn)出不同的氣化活性，在加熱溫度上升過(guò)程也會(huì)呈 現(xiàn)不同的活性，由此不同海拔高度對(duì)應(yīng)水的沸點(diǎn)是不同的（如表一所示），活性太強(qiáng)烈會(huì)使 硅膠內(nèi)部壓力激增而爆裂，所以對(duì)應(yīng)不同的海波設(shè)定不同的加熱上限溫度，另外硅膠內(nèi)部 析出的水蒸汽在流通到溫度探頭過(guò)程中，溫度會(huì)有一定程度的降低，設(shè)定呼出氣流上限控 制溫度為對(duì)應(yīng)安裝地點(diǎn)的沸點(diǎn)的比例系數(shù)F(取值范圍為0.6~1，設(shè)定0.7，即沸點(diǎn)的70 %， 該數(shù)據(jù)合理，但不是唯一選擇，經(jīng)驗(yàn)取值不大于〇. 8為宜），避免硅膠爆裂。
[0156]對(duì)應(yīng)的溫度啟動(dòng)元件的動(dòng)作邏輯為:檢測(cè)到氣流溫度啟(上限溫度值)時(shí)， K5斷開(kāi)并保持，其他情況，K5閉合并保持。
[0157] 表一:不同海拔高度對(duì)應(yīng)水的沸點(diǎn)、測(cè)量溫度(推薦)設(shè)定值的對(duì)應(yīng)關(guān)系
[0158]
[0159] 安裝地點(diǎn)海拔高度具體數(shù)值不在"表一"內(nèi)，則按照相鄰區(qū)間等比線性關(guān)系計(jì)算得 出，見(jiàn)圖17所顯示的關(guān)系曲線。
[0160]所述溫度啟動(dòng)元件K5的特性參見(jiàn)圖15所示。
[0161] 接下來(lái)，我們討論圖12中的時(shí)間控制器T。如上文所述，急劇加熱硅膠顆粒內(nèi)部水 分的快速氣化，會(huì)導(dǎo)致硅膠內(nèi)部壓力激增而爆裂，采用間歇式加熱，工作方式采用間隔時(shí)間 t(設(shè)定20秒）的間歇，即加熱t(yī)時(shí)長(zhǎng)，停止t時(shí)長(zhǎng)，間歇加熱，逐步升溫?；谠O(shè)置的間隔時(shí)間 t，確定圖12中時(shí)間控制器T的狀態(tài)。
[0162] 避免急劇加熱硅膠顆粒內(nèi)部水分的快速氣化，工作方式采用間歇加熱，間隔時(shí)間 設(shè)定20秒，即加熱20秒，停止20秒，周期性開(kāi)閉，逐步升溫。
[0163] 所述時(shí)間控制器T用于實(shí)現(xiàn)間歇式加熱，初始為斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)時(shí)間控制器T帶有電 壓后，該元件繼續(xù)保持?jǐn)嚅_(kāi)20秒后，導(dǎo)通20秒，再斷開(kāi)20秒，再導(dǎo)通20秒，周期性開(kāi)閉，變位 周期為20秒。當(dāng)外部回路斷開(kāi)元件失去電壓后，回到初始的斷開(kāi)狀態(tài)。如圖18所示。
[0164] 由此可見(jiàn)，根據(jù)圖11所示的結(jié)構(gòu)圖以及圖12所示的原理圖，所述磁控管控制裝置 的控制方法描述如下：當(dāng)干燥劑吸水后重量增加達(dá)到啟動(dòng)條件(W測(cè)多W啟n，附圖12中干燥劑 重量變化啟動(dòng)元件S1閉合）、空氣流向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁縌測(cè)彡Q啟以及呼出氣流溫度tii< t啟時(shí)，最高檔N檔條件滿足(附圖12中第N檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件Kn、流向流量啟動(dòng)元件K4、溫 度啟動(dòng)元件K5都閉合），即可啟動(dòng)第N檔按照最大輸出功率并基于時(shí)間控制器T的設(shè)置間歇 加熱（間歇周期20秒）。水分開(kāi)始排出，重量減小，當(dāng)吸收的水分重量排出#后，第(N-l)檔條 件（附圖12中第N-1檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件Kn-i、流向流量啟動(dòng)元件K4、溫度啟動(dòng)元件K5都閉 合)滿足時(shí)，第(N-1)檔按照最大輸出功率的￥并基于時(shí)間控制器T的設(shè)置間歇加熱（間歇 周期20秒）。重量繼續(xù)減小，當(dāng)吸收的水分重量再度排出|后，第(N-2)檔條件(附圖12中第 N-2檔范圍選擇開(kāi)關(guān)元件Kn-2、流向流量啟動(dòng)元件K4、溫度啟動(dòng)元件K5都閉合)滿足時(shí)，第(N-2)檔按照最大輸出功率的^并基于時(shí)間控制器T的設(shè)置間歇加熱（間歇周期20秒）。以此 類推，檔位為n(N多η多1的自然數(shù))且滿足相應(yīng)的條件時(shí)，第η檔則按照最大輸出功率的f并 基于時(shí)間控制器T間歇加熱（間歇周期20秒）。直到最小檔1檔按照最大輸出功率的#并基于 JN 時(shí)間控制器T間歇加熱（間歇周期20秒）。最后，當(dāng)硅膠及其容器、附件等重量測(cè)量值(高精度 計(jì)重器28的測(cè)量值Wii)小于等于停運(yùn)重量值W停時(shí)，停止加熱，硅膠干燥劑加熱再生過(guò)程完 成。直到干燥劑吸水后重量再次增加達(dá)到啟動(dòng)條件時(shí)，則再次按照從高檔到低檔的檔位順 序依次啟動(dòng)上述加熱再生過(guò)程。啟動(dòng)條件見(jiàn)表二:工作條件對(duì)應(yīng)關(guān)系表。
[0165]
[?'???」 吆汪息，不友明所提出的具懷頭施萬(wàn)瓦及吆用領(lǐng)頌1 乂艿諷明的目的，開(kāi)個(gè)作艿對(duì) 本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改以滿足實(shí)際 需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變壓器免維護(hù)呼吸器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括變壓器部分、感測(cè)部分W及微波部分;其中： 所述變壓器部分包括呼吸器，所述呼吸器包括硅膠及其容器W及將該容器進(jìn)行密封的 上下密封法蘭； 所述微波部分包括金屬材質(zhì)的微波屏蔽內(nèi)罩和外罩，其中所述硅膠及其容器W及上下 密封法蘭均位于微波屏蔽內(nèi)罩中，在金屬外罩的兩側(cè)分別具有一個(gè)微波發(fā)射裝置，所述微 波發(fā)射裝置包括磁控管的控制裝置、磁控管W及微波導(dǎo)管，其中所述磁控管的控制裝置連 接至所述磁控管，且所述微波導(dǎo)管連通微波屏蔽外罩和內(nèi)罩W將微波傳遞至位于所述內(nèi)罩 中的硅膠及其容器； 所述感測(cè)部分包括感溫探頭、氣流流向和流量檢測(cè)器W及高精度計(jì)重器;所述感溫探 頭用于測(cè)量所述呼吸器呼出氣體的溫度tii，所述氣流流向和流量檢測(cè)器用于測(cè)量所述呼吸 器內(nèi)部的氣體流向和流量0測(cè)，所述高精度計(jì)重器用于測(cè)量硅膠及其容器W及附件的重量 胖測(cè)； 所述感測(cè)部分連接至所述微波部分，用于將所述測(cè)量出的溫度、氣體流向和流量W及 重量發(fā)送至磁控管的控制裝置；W及 所述磁控管的控制裝置用于根據(jù)所述測(cè)量出的溫度、氣體流向和流量W及重量，控制 磁控管的功率檔位。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述磁控管的控制裝置還用于根據(jù)最佳適配比例系數(shù)K、啟動(dòng)微波加熱時(shí)的等效完全 吸水硅膠與整體硅膠的比例、W及啟動(dòng)微波加熱時(shí)硅膠變色的比例設(shè)置所述磁控管的最高 檔輸出功率，其中K為表示磁控管的最高檔輸出功率與硅膠最大吸水重量的比例系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述K的取值為150W/500g，啟動(dòng)微波加熱時(shí)完全吸水的硅膠與整體硅膠的比例為1 /3， 對(duì)應(yīng)啟動(dòng)微波加熱時(shí)硅膠變色的比例為1 /2: W吸=W干X1/3 (公式1) 由此，每個(gè)磁控管的最大輸出功率為： Ρ?= 1/2 XW吸X 150/500 = 1/2 XW干X 1/3 X 150/500 = 0.05W干 推導(dǎo)結(jié)果為:Ρ?= 0.05WT (公式2) 其中，W吸為啟動(dòng)微波加熱的完全吸水硅膠重量，單位按克(g)計(jì)算； W干為干燥硅膠初始總體重量，單位按克(g)計(jì)算； 巧茲為每個(gè)磁控管的最大輸出功率，單位按瓦特(W)計(jì)算。4. 根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制裝置中存儲(chǔ)有啟動(dòng)微波加熱時(shí)的重量闊值W勵(lì)、呼吸器內(nèi)的氣流方向和流量闊 值Q后W及呼出氣流溫度的闊值t后； 所述控制裝置用于判斷當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)增加并滿足 W勵(lì)、測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁繃樖砆后、W及測(cè)量出的呼出氣流溫度 tii< t后時(shí)，啟動(dòng)磁控管啟動(dòng)并W最大輸出功率Pit即最高檔咐當(dāng)?shù)墓β使ぷ鳌?. 根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述磁控管的功率檔位包括N個(gè)檔位，最高檔為N檔，最低檔1檔，其中第η檔（l《n《N) 的功率Pn為： 巧 Pn=立巧K。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制裝置中還存儲(chǔ)有與所述功率檔位對(duì)應(yīng)的重量闊值W陸，且W陸〉W后(n-l): 所述控制裝置用于當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)滿足增加并達(dá)到 >胖勵(lì)， 且處于Wii>W；g(N-i)范圍內(nèi)，并且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁繃樖砆后、W 及測(cè)量出的呼出氣流溫度^i< t后時(shí)，控制磁控管啟動(dòng)并在最高檔N檔的功率檔位工作； 控制磁控管啟動(dòng)后，并當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)滿足W；gn>Wii> W后(n-i)時(shí)，η處于范圍2《n《N-l內(nèi)，并且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁繃楯 后、W及測(cè)量出的呼出氣流溫度煙<*后時(shí)，控制磁控管在第η檔的功率檔位工作； 控制磁控管啟動(dòng)后，并當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)滿足胖唐>胖測(cè)>胖停 時(shí)，并且測(cè)量出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁繃?良Q后、W及測(cè)量出的呼出氣流 溫度tii<t后時(shí)，控制磁控管在最低檔1檔的功率檔位工作，其中W停是停止加熱時(shí)對(duì)應(yīng)的重量 闊值，且W停 < 胖后1。7. 根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 當(dāng)隨著加熱的進(jìn)行，測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)逐漸降低，并同時(shí)滿足 巧慢出的呼吸器內(nèi)氣流方向?yàn)榱鞒龊粑髑伊髁款H食Q后、W及測(cè)量出的呼出氣流溫度tii< t后時(shí)，所述控制裝置用于控制磁控管W逐漸降低的功率檔位工作。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 當(dāng)測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量Wii降低至Wii《W停時(shí)，其中W停為停止加熱時(shí)對(duì) 應(yīng)的重量闊值，所述控制裝置用于控制磁控管停止工作。9. 根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制裝置用于當(dāng)判斷滿足W下任一條件時(shí)，控制磁控管停止工作： 測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量Wii增加但未達(dá)到啟動(dòng)微波加熱時(shí)的重量闊值 W后N之前，即不滿足Wi食W后N ; 測(cè)量出的硅膠及其容器W及附件的重量W測(cè)達(dá)到啟動(dòng)微波加熱時(shí)的重量闊值W勵(lì)之后，即 滿足Wi食W勵(lì)啟動(dòng)微波加熱之后，水分逐漸排出，Wii降低至Wii《W停，其中W停為停止加熱時(shí)對(duì) 應(yīng)的重量闊值； 測(cè)量出的氣體流向?yàn)榱魅牒粑鳎? 測(cè)量出的氣體流向?yàn)榱鞒龊粑鳎伊髁縌i< Q后； 測(cè)重出的呼出氣流溫度1測(cè)> t后。10. 根據(jù)權(quán)利要求6的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：其中，AW為達(dá)到啟動(dòng)條件的硅膠吸水分后增加的重量，單位按克(g)計(jì)算； W干為干燥硅膠初始重量，單位按克(g)計(jì)算； W附為硅膠容器及其全部附件的重量，單位按克(g)計(jì)算； W后N為最高檔檔啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算； W后η為第η檔(N>n>l)啟動(dòng)工作的設(shè)定重量，單位按克(g)計(jì)算； W停=W附+W干+8，其中8為整體測(cè)量誤差，單位按克(g)計(jì)算。11. 根據(jù)權(quán)利要求6的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制裝置用于根據(jù)整體誤差確定最大檔位數(shù)的取值范圍： 最大檔位數(shù)N的理論取值范圍：1為.X:;戶的整數(shù)，其中W干為干燥硅膠初始重量，單 位按克(g)計(jì)算。12. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括時(shí)間控制器，用于設(shè)置時(shí)間間隔t; 所述磁控管的控制裝置用于根據(jù)時(shí)間控制器的設(shè)置，當(dāng)控制磁控管在某一功率檔位工 作時(shí)，間歇地啟動(dòng)磁控管進(jìn)行加熱，即導(dǎo)通并啟動(dòng)加熱一時(shí)間段t、斷開(kāi)并停止加熱一時(shí)間 段t循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。13. 根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括用于托起呼吸器硅膠容器的支撐桿及硅膠容器上下法蘭的 緊固螺桿及其螺母和橡膠墊片；所述支撐桿在微波屏蔽內(nèi)罩內(nèi)的部分采用非金屬材料制 成，在微波屏蔽內(nèi)罩和外罩之間的部分采用金屬材料制成，兩部分的結(jié)合方式采用拔插式 結(jié)合;并且所述支撐桿可為Ξ個(gè)，均勻分布在上下密封法蘭四周并通過(guò)與上下密封法蘭固 定在一起，支撐桿的在微波屏蔽內(nèi)罩和外罩部分支撐于所述高精度計(jì)重器上，W便高精度 計(jì)重器測(cè)量硅膠及其容器W及附件的重量。14. 根據(jù)權(quán)利要求13的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括連接至上下密封法蘭的外接端的軟導(dǎo)管W減少對(duì)重量測(cè)量 的影響。15. 根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制裝置用于存儲(chǔ)海拔高度、沸點(diǎn)W及相應(yīng)的呼出氣流溫度的闊值t后的對(duì)應(yīng)關(guān)系 表，并根據(jù)所在地的海拔高度和沸點(diǎn)確定要采用的呼出氣流溫度的闊值t后。
【文檔編號(hào)】H01F27/14GK105974974SQ201610316933
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】孫瑞龍, 李偉峰, 翟春雨, 李丹丹, 武劍靈
【申請(qǐng)人】孫瑞龍