1.本实用新型属于光纤测温技术领域，尤其涉及一种调压变压器温度在线监测装置。
背景技术：2.进入二十世纪以来，接触式光纤测温技术在电力设备热点实时在线监测中的实用得到了越来越广泛的研究，包括分布式光纤测温、光纤光栅测温、干涉式光纤测温及光致发光光纤测温，其中光致发光式光纤测温技术以其耐高温高压、精度高、成本低等特点成为最有前途的电力设备热点在线监控方式之一。光致发光测温的原理是：物质在受到外界激励的时候，会发生能级的跃迁，而与此同时光发射余辉衰减的快慢程度和温度的高低有关，温度越高，光发射余辉衰减的速度越快，温度越低，光发射余辉衰减的速度越慢。因此，只需要测试出光发射余辉衰减的时间就能够得到被测物的温度。相比于普通温度传感器，光学温度传感器具有体积小、质量轻、免电磁干扰、抗腐蚀性、灵敏度高等许多独特的优点。因此，在电缆接头中埋设传感器由光纤传播信号在高电压，高磁场条件下实现在线、实时地准确测量电缆接头的热点温度，是未来电缆接头热点温度测量的首选方法。
3.随着铁路现代化的进程及高速铁路的发展，对铁路供电系统的安全可靠提出了越来越高的要求。铁路供电系统的安全运行，关系到铁路运输的安全正点及旅客生命财产的安全。为了提高供电的可靠性，调压变压器的运行可靠性至关重要，但是目前在调压变压器通风口放置pt100等电子式测温装置，由于高压感应电流经常烧坏传感器，进而对调压变压器造成损伤。因此，荧光光纤测温对于调压变压器的运行状态进行实时监测，随时掌握运行情况，进行动态分析，制定安全措施，适时进行维修，保障调压变压器处于良好状态都具有重要意义。
技术实现要素：4.为克服相关技术中存在的问题，本实用新型公开实施例提供了一种调压变压器温度在线监测装置，可以实现调压变压器温度在线监测。对调压变压器运行状态进行监控，实现故障预警。所述技术方案如下：
5.该调压变压器温度在线监测装置包括：
6.光电处理模块，用于提供硬件支撑和数据处理；
7.通迅管理模块，与所述光电处理模块相连接，用于对光电处理模块的运行和通迅进行管理和控制；
8.塑料光纤，插装在光电处理模块上，用于实现光电处理模块信号的输出；
9.光纤对接装置，与所述塑料光纤相连接，实现塑料光纤与石英光纤同心对接，用于提供信号传输的介质；
10.荧光套，熔接在所述石英光纤的末端，用于实现对温度的感知。
11.在一个实施例中，所述通迅管理模块上安装有485接口，用于实现数据的传输。
12.在一个实施例中，所述光电处理模块与通迅管理模块采用组合方式连接，实现一个通迅管理模块管理多个光电处理模块。
13.在一个实施例中，所述石英光纤的外部安装有夹子。
14.在一个实施例中，所述石英光纤紧贴调压变压器通风口内壁放置，并且与调压变压器通风口内壁放置粘接固定安装。
15.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
16.本实用新型可以直接测出调压变压器内部易发热点的实时温度，对调压变压器热点的实时监测、监控并预测、预防事故，实时采集运行数据，判断设备的实际超负荷能力，利用在干式变压器三相绕组中的光纤温度传感器来检测和显示绕组的温升，并根据温升的情况自动控制风机的启停，并控制超温报警及超温跳闸，以保证变压器的安全运行，从而延长变压器的工作寿命。能够在合理范围内充分发挥设备的负载能力，提高经济效益，可以广泛应用于高速铁路及电力传输调压变压器的在线监测。成本低廉、安全可靠、安装过程简单、且能够直接测量触点温度，提高调压变压器内部温度测量的准确性和精确度。
17.当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型的公开。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
19.图1是本实用新型实施例提供的调压变压器温度在线监测装置的结构示意图。
20.图2是本实用新型实施例提供的输出电缆线插头连接图，其中，a(+)、a(-)表示为与变压器a相绕组温度对应的输出信号正负极；b(+)、b(-)表示为与变压器b相绕组温度对应的输出信号正负极；c(+)、c(-)表示为与变压器c相绕组温度对应的输出信号正负极；r(+)、r(-)表示为与仪表与上位机电脑通讯的信号正负极。
21.图3是本实用新型实施例提供的rs485与上位机通讯连接方式图。
22.图4是本实用新型实施例提供的红宝石的吸收光谱。
23.图5是本实用新型实施例提供的红宝石的发射光谱。
24.图6是本实用新型实施例提供的调压变压器温度在线监测装置的电路原理图。
25.图中：1、光电处理模块；2、通迅管理模块；3、塑料光纤；4、石英光纤；5、光纤对接装置；6、荧光套；7、夹子；8、485接口。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
27.如图1-图6所示，该调压变压器温度在线监测装置包括：用于提供硬件支撑和数据处理的光电处理模块1；与所述光电处理模块1相连接，用于对光电处理模块1的运行和通迅
进行管理和控制的通迅管理模块2；插装在光电处理模块1上，用于实现光电处理模块1信号的输出的塑料光纤3；与所述塑料光纤3相连接，实现塑料光纤3与石英光纤4同心对接，用于提供信号传输的介质的光纤对接装置5；熔接在所述石英光纤4的末端，用于实现对温度的感知的荧光套6。所述石英光纤4的外部安装有夹子7，通过夹子7实现对石英光纤4的固定安装。
28.该调压变压器温度在线监测装置通过通迅管理模块2与上位计算机进行通讯，通过输出三相绕组温度值对应的电流或电压模拟信号，远传给其他工控系统或上位机，此种方式上位机应增加模拟量采集装置。三路输出信号应经过光电隔离后送到其他工控系统或供上位机采集，输出电缆线插头应按图2所示进行连接，其中，a(+)、a(-)表示为与变压器a相绕组温度对应的输出信号正负极；b(+)、b(-)表示为与变压器b相绕组温度对应的输出信号正负极；c(+)、c(-)表示为与变压器c相绕组温度对应的输出信号正负极；r(+)、r(-)表示为与仪表与上位机电脑通讯的信号正负极。
29.通迅管理模块2通过485接口8与上位机通讯：485接口8允许一台上位机同时挂多台温控仪，485接口8通讯采用双绞(屏蔽)线或同轴电缆，一端通过rs232/485转换器接到上位机串行口，另一端经并联后接至多台温控仪，传输距离可达1200米，其连接方式如图3所示。
30.荧光套6实现测温的工作机理建立在光致发光这一基本物理现象上。当某些荧光材料受到蓝紫光或紫外光激发时会发出荧光，其荧光寿命与荧光材料的温度有关。对于某些荧光材料,在不同波长下的荧光发射具有不同的温度特性，且它们的荧光寿命与温度具有一定的函数关系。在此条件下可以通过测量荧光寿命来标定材料的温度。物质在受到外界激励的时候，会发生能级的跃迁，而与此同时光发射余辉衰减的快慢程度和温度的高低有关，温度越高，光发射余辉衰减的速度越快，温度越低，光发射余辉衰减的速度越慢。因此，只需要测试出光发射余辉衰减的时间就能够得到被测物的温度。相比于普通温度传感器，光学温度传感器具有体积小、质量轻、免电磁干扰、抗腐蚀性、灵敏度高等许多独特的优点。
31.图4显示的是红宝石的吸收光谱。其在410nm和550nm有两个吸收峰，本实用新型注入中心波长为410nm强吸收光对荧光材料进行激发。图5显示红宝石的发射光谱。其在694nm有一个强烈的辐射峰。
32.由紫外汞灯光源发出的紫外光经光调制器红宝石荧光温度传感器的示意图，一个绿色led作为激发源，它可以注入中心波长为550nm的强吸收光，图4显示的是红宝石的吸收光谱图。在红色可见光谱中，荧光发射光谱的重叠部分，绿色led的辐射包含弱发射峰，f1是一个短波滤波器，
33.红宝石荧光温度传感器的示意图如图4所示，中心波长为410nm的led蓝光二极管在驱动电路的调制下发出的蓝色激发光，经二向色镜反射入塑料光纤3，激发光能过塑料光纤3后照射到荧光套的荧光材料上，荧光材料发出的荧光经过石英光纤4和二向色镜后，被接收二极管探测，经放大滤波输入单片机，经过光电处理模块1处理后送至上位机。
34.光纤测温modbus通信协议
35.通讯方式为modbus-rtu，带crc16校验.波特率可调2400、4800、9600
36.1、模拟量输入(用”03”功能码，只读)
37.读取零地址的数据，取为读取温度值，每个数据为两个字节，最多四个字节，只能用两条命令，读三个字节和四个字节能用，四个字节含义分别为：1、设置的接收管的放大倍数；2、发光的强度(控制电流源的电流大小)；3、温度值(输出2732带表零度，输出0为-273.2度)；4、输出原始的测量荧光衰减的时间。
[0038][0039]
读温度只有以上两条命令有效，和其它03命令有区别！
[0040]
以下从01地址开始和03命令相符
[0041]
每个数据都为整数，两个字节一个数据。地址01为厂家对温度的校正数据，02为用户对温度的校正数据，03为设置通迅波特率2-2400、1-4800(默认)、0-9600，从8～41地址对应-40～125度的对应数据，读出预先由厂家输入特殊的数据表。
[0042]
发送：01 03 00 00 00 03 05 cb 01装置地址；03功能码(保持寄存器)；00 00起始地址；00 03数据个数、有3个数据；05cb crc16校验。
[0043]
接收：01 03 06 00 00 00 00 00 00 crc crc 01是地址；03功能码；06数据字节个数(6个字节)；后边的每两个字节代表一个数，共3个数；最后两个字节是crc。
[0044]
2、设置定值信息表(写入对应0x06、0x10，可读写)
[0045]
1)、定值下发：06(预置单寄存器)
[0046][0047]
每个数据都为整数，两个字节一个数据。地址0：换设备地址(1-250)，当不知道当前地址为多少时，addr可用0代替；地址01为厂家对温度的校正数据，02为用户对温度的校正数据，03为设置通迅波特率2-2400、1-4800(默认)、0-9600(写0-2有效)，从8～41地址对应-40～125度的对应数据，写预先由厂家输入特殊的数据表。每次写一个数据。(1度对应数据为16)
[0048]
当写温度校正数据时分正负，当写正数时累加，当写负数时从原来的数据上相减，写零时将数据清零。负数表示方法为相同的正数取反加1。
[0049]
回复为原封不动
[0050]
2)、10(预置多寄存器)功能码：
[0051]
写一组数据到存储器，只针对厂家预设置的数据表
[0052]
上位机下发addr 10 00 08 00 04 08 00 01 00 02 00 03 00 04 crc crc把01装置的08到11的寄存器分别写入1、2、3、4；crc crc.
[0053]
addr装置地址10功能码；00 08寄存器起始地址；00 04寄存器个数；08数据字节个数(8个字节)；00 01第一个寄存器写入1；00 02第二个寄存器写入2；00 03第三个寄存器写入3；00 04第四个寄存器写入4；后边两个字节是crc错误校验
[0054]
回复去掉数据：格式为addr 10 00 00 04 crc crc；。
[0055]
注：一次最多可写入10个数据。
[0056]
以上所述，仅为本实用新型较优的具体的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：1.一种调压变压器温度在线监测装置，其特征在于，所述调压变压器温度在线监测装置包括：光电处理模块(1)，用于提供硬件支撑和数据处理；通迅管理模块(2)，与所述光电处理模块(1)相连接，用于对光电处理模块(1)的运行和通迅进行管理和控制；塑料光纤(3)，插装在光电处理模块(1)上，用于实现光电处理模块(1)信号的输出；光纤对接装置(5)，与所述塑料光纤(3)相连接，实现塑料光纤(3)与石英光纤(4)同心对接，用于提供信号传输的介质；荧光套(6)，熔接在所述石英光纤(4)的末端，用于实现对温度的感知。2.根据权利要求1所述的调压变压器温度在线监测装置，其特征在于，所述通迅管理模块(2)上安装有485接口(8)，用于实现数据的传输。3.根据权利要求1所述的调压变压器温度在线监测装置，其特征在于，所述光电处理模块(1)与通迅管理模块(2)采用组合方式连接，实现一个通迅管理模块(2)管理多个光电处理模块(1)。4.根据权利要求1所述的调压变压器温度在线监测装置，其特征在于，所述石英光纤(4)的外部安装有夹子(7)。5.根据权利要求1所述的调压变压器温度在线监测装置，其特征在于，所述石英光纤(4)紧贴调压变压器通风口内壁放置，并且与调压变压器通风口内壁放置粘接固定安装。
技术总结本实用新型属于光纤测温技术领域，公开了一种调压变压器温度在线监测装置，光电处理模块用于提供硬件支撑；通迅管理模块与所述光电处理模块相连接，用于对光电处理模块的运行和通迅进行管理和控制；塑料光纤插装在光电处理模块上，用于实现光电处理模块信号的输出；光纤对接装置，与所述塑料光纤相连接，实现塑料光纤与石英光纤同心对接，用于提供信号传输的介质。本实用新型可以直接测出调压变压器内部易发热点的实时温度，对调压变压器热点的实时监测、监控并预测、预防事故，实时采集运行数据，判断设备的实际超负荷能力，利用在干式变压器三相绕组中的光纤温度传感器来检测和显示绕组的温升，并根据温升的情况自动控制风机的启停。的启停。的启停。
技术研发人员：谢斌 孙汝杨 郑东炜 刘航 王宁 李成胤 赵丽娜 于敏行 赵畅 骆屹昆 马孟阳 董中洲 李思勉 王燕海
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：2022.01.16
技术公布日：2022/7/5
