一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，包括：絕緣操作桿；設于所述絕緣操作桿的頂端光纖電場傳感器；以及光電主機，所述光電主機包括處理器和分別連接在所述處理器上的輸入輸出模塊、顯示器、V/I轉換模塊和光電信號處理模塊，其中所述V/I轉換模塊輸出端連接有激光器驅動模塊，所述激光驅動模塊還連接有激光源，所述激光源通過第一光纖與所述光纖電場傳感器的輸入端連接；所述光電信號處理模塊連接有光電信號檢測模塊，所述光電信號檢測模塊通過第二光纖與光纖電場傳感器的輸出端連接。
【專利說明】一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于檢測輸電線路中絕緣子絕緣性能的檢測裝置，具體地指一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置。
【背景技術】
[0002]絕緣子在電力系統中起著固定導體、使帶電導體與大地保持絕緣的重要作用，其良好的絕緣性和機械性對電網安全、穩定運行具有重要意義。長期暴露在大氣環境中的絕緣子容易受到強電場、污穢、溫濕度、機械應力等因素的綜合作用而出現絕緣性能和機械性能下降現象，造成瓷裙炸裂、鋼帽爆炸、鋼腳燒斷等故障，甚至發展為斷串、掉線事故，嚴重威脅電網安全與穩定。
[0003]目前，針對絕緣子帶電檢測方式的主要有:觀察法、紫外成像法、紅外測溫法、聲波檢測法、電場法等。以上各種檢測方式均存在不足，其中，觀察法需要作業人員登塔觀測絕緣子表面缺陷，難以發現內部故障；紫外成像法則需要夜間操作，且需在絕緣子局部放電時進行；紅外測溫法是利用絕緣子故障而引起的局部溫度升高來判斷，測量儀器復雜，易受引起絕緣子表面溫度劇烈變化的環境因素影響；聲波法是通過分析絕緣子局部放電發出的聲波信號來檢測劣化情況，靈敏度較低、容易受背景噪音影響。因此，亟待研究一種能夠避免上述現有技術不足的絕緣子檢測裝置
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，該檢測裝置通過光纖電場傳感器檢測經過被測電場強度后變化的光信號，再轉換為電信號進行顯示。
[0005]實現本實用新型目的采用的技術方案是:一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，包括:
[0006]絕緣操作桿；
[0007]光纖電場傳感器，設于所述絕緣操作桿的頂端，該光纖電場傳感器包括輸入端和輸出端；以及
[0008]光電主機，包括處理器和分別連接在所述處理器上的輸入輸出模塊、顯示器、V/I轉換模塊和光電信號處理模塊，其中所述V/I轉換模塊輸出端連接有激光驅動模塊，所述激光驅動模塊還連接有激光源，所述激光源通過第一光纖與所述光纖電場傳感器的輸入端連接；所述光電信號處理模塊連接有光電信號檢測模塊，所述光電信號檢測模塊通過第二光纖與光纖電場傳感器的輸出端連接。
[0009]進一步地，所述處理器還連接有UART通訊模塊。
[0010]在上述技術方案中,所述光纖電場傳感器準直透鏡、起偏器和四分之一波片、電光晶體和檢偏器。
[0011]在所述技術方案中，所述第一光纖和第二光纖均為單模光纖。[0012]本實用新型檢測裝置的測量原理是基于電場法，通過激光源發出激光耦合入第一光纖，光纖電場傳感器內通過準直透鏡將激光耦合到空間中，用起偏器使其成為線偏振光，再經過四分之一波片后分裂成圓偏振光，在絕緣子沿面縱向電場作用下，通過電光晶體后，其偏振態不變，但是相位發生了變化，且和被測電場強度呈線性關系。用檢偏器將兩束相互垂直的偏振光提取同方向分量，得到干涉光強。將出射光進行光電轉換、濾波等信號處理，把光強的變化變成電信號的變化，該電信號的變化即反應被測電場的變化，通過顯示器顯示出來。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0014]I)在高壓側采用絕緣性能好的電光晶體作為傳感元件，并采用高絕緣強度的光纖作為信號傳輸通道，絕緣結構簡單，穩定性高、對絕緣子周圍場強分布不會造成影響，且受外界環境因素影響較小。
[0015]2)相較于傳統電磁式互感器的優點在于沒有鐵心和線圈，不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置的結構示意圖。
[0017]圖2為圖1中光纖電場傳感器的結構框圖。
[0018]圖3為圖1中光電主機的結構框圖。
[0019]圖中，1-傳感頭(10-光纖電場傳感器);2_絕緣操作桿；3_光纖(31-第一光纖，32第二光纖)；4-光纖法蘭；5_光電主機；6_液晶顯不器；7_輸入輸出按鍵。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0021]如圖1所示，本實用新型基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，包括:傳感頭1、絕緣操作桿2和光電主機5,傳感頭I設于絕緣操作桿2的頂端。光電主機5的表面設置有液晶顯不器6和輸入輸出按鍵7,光電主機5的側面設有的光纖法蘭4,通過光纖法蘭4安裝光纖3。
[0022]傳感頭I包括光纖電場傳感器10，如圖2所示，本實施例所用光纖電場傳感器10包括:準直透鏡101、起偏器102和四分之一波片103、電光晶體104和檢偏器105，該光纖電場傳感器10為本領域技術人員所常用技術手段，此處不再贅述。
[0023]如圖3所示，本實施例所用光電主機5包括處理器201，處理器201分別連接有光電信號處理模塊202、V/I轉換電路204、UART通訊模塊206、顯示模塊207和輸入輸出模塊208。其中V/I轉換電路204輸出端與激光驅動模塊205連接，激光驅動模塊205與激光源連接209，激光源209與光纖電場傳感器10的輸入端通過第一光纖31連接；光電信號處理模塊202與光電信號檢測模塊203連接，光電信號檢測模塊203與光纖電場傳感器10的輸出端通過第二光纖32連接；顯示器207與液晶顯示器6連接，用于輸出顯示信號；輸入輸出模塊208與輸入輸出按鍵7連接，用于接收輸入輸出按鍵7的信號。
[0024]本實用新型的工作過程如下:[0025]作業人員手持絕緣操縱桿2登塔在絕緣子串表面逐片測量，絕緣操縱桿2絕緣強度和長度應符合相應電壓等級線路安全作業要求。
[0026]同時，通過輸入輸出模塊208向處理器201輸入相應命令，處理器201發出指令通過V/ι轉換電路204轉換后控制激光驅動模塊205，激光驅動模塊205觸發激光源209工作，激光源209發出的激光耦合入第一光纖中傳輸至傳感頭I中的光纖電場傳感器10，光纖電場傳感器10中的準直透鏡101將激光耦合到空間中，耦合到空間中的光信號經過起偏器102后成為線偏振光，線偏振光再經過四分之一波片103后分裂為圓偏振光。當光通過電光晶體104時，在電壓(或電場)的作用下發生雙折射又變成橢圓偏振光，橢圓偏振光經檢偏器105檢偏后變成強度與被測電壓成正比的線偏振光，其光路如圖2中虛線所示。該線偏振光從光纖電場傳感器10輸出后其光強與被測電壓之間具有線性關系，即輸出光強的大小能反映被測電壓的大小。
[0027]輸出光通過第二光纖32輸出至光電信號檢測模塊203后,經光電信號處理模塊202進行光電轉換、濾波等信號處理，將光強的變化變成電信號的變化，電信號的變化即反應被測電場的變化。電信號最后經過處理器201處理后通過液晶顯示器6顯示出來供分析所用。
[0028]本實施例所用UART通訊模塊206用于與上位機的RS232或者USB進行通信控制、電平轉換和協議轉換。
[0029]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，其特征在于，包括: 絕緣操作桿； 光纖電場傳感器，設于所述絕緣操作桿的頂端，該光纖電場傳感器包括輸入端和輸出端；以及 光電主機，包括處理器和分別連接在所述處理器上的輸入輸出模塊、顯示器、V/I轉換模塊和光電信號處理模塊，其中所述V/I轉換模塊輸出端連接有激光驅動模塊，所述激光驅動模塊還連接有激光源，所述激光源通過第一光纖與所述光纖電場傳感器的輸入端連接；所述光電信號處理模塊連接有光電信號檢測模塊，所述光電信號檢測模塊通過第二光纖與光纖電場傳感器的輸出端連接。
2.根據權利要求1所述基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，其特征在于:所述處理器還連接有UART通訊模塊。
3.根據權利要求1或2所述基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，其特征在于，所述光纖電場傳感器包括:準直透鏡、起偏器和四分之一波片、電光晶體和檢偏器。
4.根據權利要求1或2所述基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，其特征在于:所述第一光纖和第二光纖為單模光纖。
5.根據權利要求3所述基于光纖電場傳感器的輸電線路絕緣子檢測裝置，其特征在于:所述第一光纖和第二光纖為單模光纖。
【文檔編號】G01R19/00GK203405513SQ201320513418
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】顏才升, 趙華忠, 李偉性, 張富春, 鄭曉, 吳陽陽, 范敏, 陳浩, 張禮昌, 梁偉昕, 袁新星, 張月金 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局