RU236333U1

RU236333U1 - Differential liquid temperature indicator

Info

Publication number: RU236333U1
Application number: RU2024134460U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Воцкий
Original assignee: Дмитрий Алексеевич Воцкий
Filing date: 2024-11-15
Publication date: 2025-08-05

Abstract

Полезная модель предназначена для измерения температуры элементов внутри трансформатора (включая обмотки, отводы, магнитную систему, металлоконструкции), но применима также в другом оборудовании, где применение стандартных датчиков невозможно. Предложен дифференциальный жидкостной индикатор температуры, содержащий корпус, внутри которого расположены две одинаковые и герметичные трубки из диэлектрического материала, заполненные диэлектрической жидкостью, на конце одной из которых расположена емкость, являющаяся дополнительным участком трубки и выполненная с возможностью закрепления на объекте измерения температуры, а на конце другой трубки из диэлектрического материала установлена заглушка. Причем другие противоположные концы трубок из диэлектрического материала, заполненных диэлектрической жидкостью, соединены с двумя приборами измерения объема диэлектрической жидкости в данных трубках из диэлектрического материала, которые выполнены с возможностью подключения к электронному средству контроля, которое обеспечивает пересчет измеренных значений объемов диэлектрической жидкости в значения температуры объекта измерения. Технический результат - прямое измерение температуры элементов внутри трансформатора, в том числе его обмотки, а также другого высоковольтного электрооборудования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. The utility model is intended for measuring the temperature of elements inside a transformer (including windings, taps, magnetic system, metal structures), but is also applicable in other equipment where the use of standard sensors is impossible. A differential liquid temperature indicator is proposed, comprising a housing, inside which there are two identical and sealed tubes made of a dielectric material, filled with a dielectric liquid, at the end of one of which there is a container, which is an additional section of the tube and is made with the possibility of being fixed on the object of temperature measurement, and at the end of the other tube made of a dielectric material a plug is installed. Moreover, the other opposite ends of the tubes made of a dielectric material, filled with a dielectric liquid, are connected to two devices for measuring the volume of dielectric liquid in these tubes made of a dielectric material, which are made with the possibility of connecting to an electronic control means, which ensures the conversion of the measured values of the volumes of the dielectric liquid into the values of the temperature of the object of measurement. The technical result is a direct measurement of the temperature of elements inside a transformer, including its winding, as well as other high-voltage electrical equipment. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной аппаратуре и может быть использована для прямого измерения температуры элементов внутри силовых масляных трансформаторов, а также для другого высоковольтного оборудования.The utility model relates to measuring equipment and can be used for direct measurement of the temperature of elements inside power oil transformers, as well as for other high-voltage equipment.

Уровень техникиState of the art

1) Ближайшим аналогом по назначению является оптоволоконная система контроля температуры. По принципу работы сходства с ней отсутствуют. «Б.А. Алексеев. Крупные силовые трансформаторы. Контроль состояния в работе и при ревизии. Стр. 9-10.». Недостатком данной системы является высокая стоимость и сложность установки, по сравнению с предлагаемой полезной моделью.1) The closest analogue in purpose is a fiber-optic temperature control system. There are no similarities with it in terms of the operating principle. "B.A. Alekseev. Large power transformers. Monitoring the state in operation and during inspection. Pp. 9-10." The disadvantage of this system is the high cost and complexity of installation, compared to the proposed utility model.

2) Ближайшим аналогом по принципу действия и строению являются жидкостные термометры, в которых по температурному расширению жидкости определяют температуру среды, одним из примеров служит ТТЖ - технический термометр жидкостный. Данным прибором из-за его конструкции невозможно корректно и удобно определять температуры элементов внутри трансформатора.2) The closest analogue in principle of operation and structure are liquid thermometers, in which the temperature of the environment is determined by the thermal expansion of the liquid, one example is TTZh - a technical liquid thermometer. Due to its design, this device cannot correctly and conveniently determine the temperature of the elements inside the transformer.

Сущность полезной моделиThe essence of the utility model

Задачей дифференциального жидкостного индикатора температуры является прямое измерение температуры элементов внутри трансформатора, в том числе его обмотки, а также другого высоковольтного электрооборудования.The purpose of the differential liquid temperature indicator is to directly measure the temperature of elements inside the transformer, including its winding, as well as other high-voltage electrical equipment.

Измерение проводится за счет расширения диэлектрической жидкости (трансформаторного масла) в дополнительной емкости (капсула, трубка), которая закреплена на объекте измерения (обмотка трансформатора, магнитная система трансформатора, металлоконструкции внутри бака трансформатора). Расширение масла в данной емкости определяется прибором измерения объема, к которому емкость соединяется через трубки из диэлектрика, например фторопласта (далее система трубок). Для того чтобы корректно определить расширение жидкости в дополнительной емкости, требуется измерить расширение всей жидкости в системе трубок. Для этого на всем пути следования системы трубок к дополнительной емкости прокладывается полностью аналогичная система, которая заканчивается не дополнительной емкостью, а заглушкой. Данная система трубок также подключена к своему прибору контроля объема. За счет сравнения изменения объемов жидкостей в двух независимых сборках определяется расширение жидкости в дополнительной емкости, как следствие ее температуры.The measurement is carried out due to the expansion of the dielectric fluid (transformer oil) in an additional container (capsule, tube), which is fixed to the object of measurement (transformer winding, transformer magnetic system, metal structures inside the transformer tank). The expansion of oil in this container is determined by a volume measuring device, to which the container is connected through dielectric tubes, for example, fluoroplastic (hereinafter referred to as the tube system). In order to correctly determine the expansion of the liquid in the additional container, it is necessary to measure the expansion of the entire liquid in the tube system. To do this, a completely similar system is laid along the entire path of the tube system to the additional container, which ends not with an additional container, but with a plug. This tube system is also connected to its own volume control device. By comparing the change in the volumes of liquids in two independent assemblies, the expansion of the liquid in the additional container is determined as a consequence of its temperature.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

В приложенном рисунке 1 приводится пример, в котором есть 2 независимые сборки - красная (с дополнительной емкостью, выполненная дополнительным участком трубки) и синяя (с закольцованной, т.е. условно заглушенной, системой трубок).The attached figure 1 shows an example in which there are 2 independent assemblies - red (with additional capacity, made by an additional section of tube) and blue (with a looped, i.e. conditionally plugged, system of tubes).

В приложенном рисунке 2 приводится пример расположения дополнительной емкости в виде трубки между витками обмотки трансформатора.The attached figure 2 shows an example of the placement of additional capacity in the form of a tube between the turns of the transformer winding.

В приложенном документе «Физическое пояснение» на основе формулы плотности вещества упрощенно показывается способ определения температуры по измерению изменения объемов жидкостей двух сборок.The attached document, “Physical Explanation,” uses the formula for the density of matter to show in a simplified way how to determine temperature by measuring the change in volumes of liquids in two assemblies.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Осуществление полезной модели возможно рассмотреть на примере измерения температуры витка обмотки трансформатора, для данной задачи полезная модель содержит следующие элементы:The implementation of the utility model can be considered using the example of measuring the temperature of a transformer winding; for this task, the utility model contains the following elements:

1) Сборка №1 состоящая из системы трубок №1, соединяющая дополнительную емкость (выполненную в виде дополнительного участка трубки, аналогичного таковой из системы трубок) с прибором измерения объема жидкости №1;1) Assembly No. 1 consisting of tube system No. 1, connecting an additional container (made in the form of an additional section of tube, similar to that of the tube system) with liquid volume measuring device No. 1;

2) Сборка №2 состоящая из системы трубок №2 равная по длине системе трубок №1 без учета дополнительной емкости, и проложенная по тем же участкам, присоединяемая к прибору измерения объема жидкости №2;2) Assembly No. 2 consisting of tube system No. 2 equal in length to tube system No. 1 without taking into account additional capacity, and laid along the same sections, connected to liquid volume measuring device No. 2;

3) Таблица формул для пересчета показаний измерения объема в сборках №1 и №2 в температуру.3) Table of formulas for converting volume measurement readings in assemblies No. 1 and No. 2 into temperature.

Один из предполагаемых процессов установки следующий:One of the suggested installation processes is as follows:

1) На стадии намотки обмотки трансформатора дополнительная емкость вплетается в обмотку согласно рисунку 2 (если есть возможность, то это делается под изоляцию провода), данная дополнительная емкость физически является серединой трубки, относящейся к системе трубок №1.1) At the stage of winding the transformer winding, additional capacity is woven into the winding according to Figure 2 (if possible, this is done under the wire insulation), this additional capacity is physically the middle of the tube related to the system of tubes No. 1.

2) Концы системы трубок №1 выводятся наружу из низа обмотки. Также в месте точки вплетения дополнительной емкости подвязывают середину системы трубок №2, концы которой выводятся наружу из обмотки тем же путем, что и системы трубок №1.2) The ends of tube system No. 1 are brought out from the bottom of the winding. Also, at the point of weaving in the additional capacity, the middle of tube system No. 2 is tied, the ends of which are brought out from the winding in the same way as tube system No. 1.

3) Концы трубок выводятся в прибор измерения изменения объема (упрощенная схема данной системы приведена на рисунке 1).3) The ends of the tubes are led into a device for measuring volume changes (a simplified diagram of this system is shown in Figure 1).

4) В трубки закачивается трансформаторное масло. За счет того, что начало и конец трубки выведены к прибору, весь воздух из них выйдет, а масло можно будет при необходимости заменить.4) Transformer oil is pumped into the tubes. Due to the fact that the beginning and end of the tube are connected to the device, all the air will come out of them, and the oil can be replaced if necessary.

5) При нагреве масло в трубке расширяется, и за счет низкой теплопроводности и направления трубки от дна к точке нагрева разделяется слоями со своими температурами.5) When heated, the oil in the tube expands and, due to low thermal conductivity and the direction of the tube from the bottom to the heating point, is separated into layers with their own temperatures.

6) Т.к. трубки две, и на всем пути они находятся в одинаковых условиях до точки вплетения одной из них, то и расширение у них на всех участках будет одинаковое. Везде, кроме вплетенного участка. Следовательно, по разности изменения объема можно будет оценить температуру масла в трубке у витка – следовательно, температуру витка.6) Since there are two tubes, and they are in the same conditions all the way to the point of weaving of one of them, then their expansion will be the same in all sections. Everywhere, except for the woven section. Consequently, by the difference in the change in volume, it will be possible to estimate the temperature of the oil in the tube at the turn - and therefore, the temperature of the turn.

Изменение положение поршня можно определять за счет катушки индуктивности, ферромагнитный сердечник в которую будет вводить поршень. Тогда по индуктивности катушки можно будет определять положение поршня. Провода от катушки можно вывести из бака. В случае вывода трубок наружу бака, определять расширение можно будет визуально, после чего производить определение температуры вручную по отдельным формулам, в том числе без использования электроники. Возможны и другие способы измерения изменения объема.The change in the piston position can be determined by means of an inductance coil, the ferromagnetic core of which will be inserted by the piston. Then the position of the piston can be determined by the inductance of the coil. The wires from the coil can be brought out of the tank. In case of bringing the tubes out of the tank, the expansion can be determined visually, after which the temperature can be determined manually by separate formulas, including without the use of electronics. Other methods of measuring the change in volume are also possible.

Физическое обоснование данного процесса разобрано в приложенном файле «Физическое пояснение».The physical justification for this process is discussed in the attached file “Physical Explanation”.

Claims

1. A differential liquid temperature indicator comprising a housing, inside which are located two identical and sealed tubes made of a dielectric material, filled with a dielectric liquid, at the end of one of which is located a container, which is an additional section of the tube and is designed with the possibility of being secured to the object of temperature measurement, and at the end of the other tube made of a dielectric material a plug is installed, wherein the other opposite ends of the tubes made of a dielectric material, filled with a dielectric liquid, are connected to two devices for measuring the volume of dielectric liquid in these tubes made of a dielectric material, which are designed with the possibility of being connected to an electronic control means, which ensures the conversion of the measured values of the volumes of the dielectric liquid into the values of the temperature of the object of measurement.

2. A differential liquid temperature indicator according to item 1, characterized in that the device for measuring the volume of the dielectric liquid is a transparent graduated sealed column.