光學電場傳感器監測絕緣子裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光學電場傳感器監測絕緣子裝置，它的LED光源與單模光纖的一端連接，電機的輸出軸連接有齒輪，絕緣筒的一端安裝有傳動齒輪，齒輪和傳動齒輪嚙合，光學傳感頭內設有安裝通孔，絕緣筒的另一端穿入所述安裝通孔內并與安裝通孔固定連接，單模光纖的另一端連接光纖接收模塊的信號輸入端，光纖接收模塊的信號輸出端連接解調器的信號輸入端，解調器的信號輸出端連接計算機的數據通信端。本實用新型在判斷絕緣子的劣化程度時，不會引起電場的畸變，不受溫濕度影響，同時具有操作簡便、準確性高和穩定性高等優勢，能夠極大的提高劣化絕緣子的檢測效率。
【專利說明】光學電場傳感器監測絕緣子裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光傳感檢測【技術領域】，具體地指一種光學電場傳感器監測絕緣子
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]隨著我國電力系統的不斷發展，電網安全、穩定運行越來越受到重視。絕緣子在輸配電系統中應用廣泛，尤其是在近年大力發展的超高壓、特高壓交、直流輸電系統中，絕緣子的安全運行問題更是直接決定了整個系統的投資以及安全水平。由于絕緣子長期運行于強電場、高溫日照、機械應力、濕度、污穢物等環境下，當其劣化達到一定程度時，其絕緣性能就會降低。絕緣子的劣化將直接影響電力系統的安全穩定運行，如果絕緣子串中存在零值，一旦發生閃絡，零值絕緣子的鋼帽經常會炸裂或脫開，從而出現絕緣子串的掉串和電力線路的導線落地等嚴重事故，有可能造成人員和財產的巨大損失。
[0003]根據國外運行資料可知，在基本相同的運行環境條件下，直流線路絕緣子的運行損壞率高于交流線路，直流線路絕緣子的年損率可達0.2%?0.5%，相當于交流線路的10?20倍。對直流輸電線路不良絕緣子的檢測成為了一項緊迫的工作。國內外在線檢測絕緣子的研究十分活躍，采用的檢測技術主要有紅外成像法和電場法，但是紅外成像法存在溫度變化不明顯，難以通過紅外熱成像加以區別，存在檢測盲區的問題。而現有電場法中的電子類電場檢測設備會弓I起電場的嚴重畸變。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就是要提供一種光學電場傳感器監測絕緣子裝置，該裝置在對絕緣子進行在線檢測時，不會引起電場的嚴重畸變，而且，該裝置能夠在不受環境溫濕度影響的情況下準確檢測出運行絕緣子串的電場分布數據。
[0005]為實現此目的，本實用新型所設計的光學電場傳感器監測絕緣子裝置，其特征在于:它包括LED光源、單模光纖、套在單模光纖外部并與單模光纖固定連接的絕緣筒、光學傳感頭、光纖接收模塊、解調器、計算機、電機，其中，所述LED光源與單模光纖的一端連接，電機的輸出軸連接有齒輪，絕緣筒的一端安裝有傳動齒輪，所述齒輪和傳動齒輪嚙合，所述光學傳感頭內設有安裝通孔，所述絕緣筒的另一端穿入所述安裝通孔內并與安裝通孔固定連接，所述單模光纖的另一端連接光纖接收模塊的信號輸入端，光纖接收模塊的信號輸出端連接解調器的信號輸入端，解調器的信號輸出端連接計算機的數據通信端。
[0006]本實用新型的工作過程為:操作人員首先將本實用新型安裝在絕緣子傍的桿塔上，然后啟動本實用新型，LED光源發出一束激光，經單模光纖傳至光學傳感頭，電機通過齒輪和傳動齒輪驅動絕緣筒轉動，絕緣筒的轉動帶動光學傳感頭和單模光纖同步轉動，光學傳感頭的旋轉以產生交變的電場(轉動的晶體將直流電場轉變為交流電場)，從而改變光學傳感頭內部單模光纖內光束的光強(泡克爾效應)，光強變化后的信息經單模光纖傳至光纖接收模塊，光纖接收模塊將光強變化后的信息轉換為電信號傳輸給解調器進行解調，得到的信息傳輸給計算機用于分析絕緣子的劣化程度。
[0007]本實用新型的有益效果:
[0008]本實用新型利用光學傳感頭實現對絕緣子串電場分布的檢測，從而判斷絕緣子的劣化程度，有效克服現有電子類電場檢測設備會引起電場的嚴重畸變以及檢測結果受溫濕度影響大等不足，本實用新型在判斷絕緣子的劣化程度時，不會引起電場的畸變，不受溫濕度影響，同時具有操作簡便、準確性高和穩定性高等優勢，能夠極大的提高劣化絕緣子的檢測效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0010]圖2為本實用新型中光學傳感頭的結構示意圖；
[0011]圖3為本實用新型中光學傳感頭的剖視結構示意圖；
[0012]圖4為本實用新型中套有單模光纖的絕緣筒的橫截面結構示意圖。
[0013]其中，I一LED光源、2—單I旲光纖、3—絕緣筒、4一光學傳感頭、4.1一通孔、4.2—第一玻璃段、4.3一第二玻璃段、4.4一晶體段、5—光纖接收模塊、6—解調器、7—計算機、8—電機、9一齒輪、10—傳動齒輪。
【具體實施方式】
[0014]以下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:
[0015]如圖1?4所示的光學電場傳感器監測絕緣子裝置，它包括LED光源1、單模光纖
2、套在單模光纖2外部并與單模光纖2固定連接的絕緣筒3、光學傳感頭4、光纖接收模塊
5、解調器6、計算機7、電機8，其中，所述LED光源I與單模光纖2的一端連接，電機8的輸出軸連接有齒輪9，絕緣筒3的一端安裝有傳動齒輪10，所述齒輪9和傳動齒輪10嚙合，所述光學傳感頭4內設有安裝通孔4.1，所述絕緣筒3的另一端穿入所述安裝通孔4.1內并與安裝通孔4.1固定連接，所述單模光纖2的另一端連接光纖接收模塊5的信號輸入端，光纖接收模塊5的信號輸出端連接解調器6的信號輸入端，解調器6的信號輸出端連接計算機7的數據通信端。絕緣筒3用于保護單模光纖2，并確保操作人員安全。
[0016]上述技術方案中，所述光學傳感頭4包括第一玻璃段4.2、第二玻璃段4.3和晶體段4.4，所述第一玻璃段4.2粘接在晶體段4.4的一端，第二玻璃段4.3粘接在晶體段4.4的另一端，所述第一玻璃段4.2、第二玻璃段4.3和晶體段4.4均開設相互連通且同軸布置的安裝通孔4.1。上述晶體段4.4為BGO晶體(BG0是Bi203_Ge02系化合物的總稱鍺酸鉍的縮寫)，BGO晶體介電常數小、化學性質穩定，不易潮解，工業化程度高，成為最理想的傳感材料，在電場中會產生感應雙折射，雙折射的大小與電場強度成正比。不加電場時，入射光在晶體內不發生雙折射，加電場后，晶體感生雙折射，光的相位發生變化，通過檢測相位差可以反映電場強度。
[0017]上述技術方案中，所述安裝通孔4.1設置在第一玻璃段4.2、第二玻璃段4.3和晶體段4.4的軸心上。
[0018]本實用新型的設計原理為:絕緣子的劣化表現為局部電阻降低，同時也必然伴隨著表面電壓的重新分布以及絕緣子內、外的電場重新分布，如果能尋找到各種絕緣子的劣化和其周圍空間中電場重新分布的關系，并且準確測量到空間中的電場分布的變化情況，就能通過電場測量的手段來表征絕緣子的劣化情況。本實用新型采用一種新型劣化絕緣子監測方法，即采用光學傳感頭4對絕緣子串的電場分布進行檢測，通過對絕緣子串電場分布的分析，能夠在高壓環境下不受電磁場干擾及環境氣候的影響，并且能夠在不停電的情況下，以不接觸絕緣子金具端的方式測量到絕緣子串電場分布，測得的電場強度通過現有的大量試驗數據的處理修正來表征絕緣子的狀態，進而分析絕緣子串的絕緣情況，找出劣化絕緣子。
[0019]本實用新型可以實現劣化絕緣子的狀態監測，滿足電力系統安全穩定運行的需求。以IlOkV線路8片絕緣子為例，將每片絕緣子看成圓盤，將光學傳感頭4分別設置在離絕緣子串50cm和10cm的位置，用于檢測電場分布曲線，從而可以對劣化絕緣子進行定位。
[0020]本說明書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】
1.一種光學電場傳感器監測絕緣子裝置，其特征在于:它包括LED光源(I)、單模光纖(2)、套在單模光纖(2)外部并與單模光纖(2)固定連接的絕緣筒(3)、光學傳感頭(4)、光纖接收模塊(5)、解調器(6)、計算機(7)、電機(8)，其中，所述LED光源⑴與單模光纖(2)的一端連接，電機(8)的輸出軸連接有齒輪(9)，絕緣筒(3)的一端安裝有傳動齒輪(10)，所述齒輪(9)和傳動齒輪(10)嚙合，所述光學傳感頭⑷內設有安裝通孔(4.1)，所述絕緣筒(3)的另一端穿入所述安裝通孔(4.1)內并與安裝通孔(4.1)固定連接，所述單模光纖(2)的另一端連接光纖接收模塊(5)的信號輸入端，光纖接收模塊(5)的信號輸出端連接解調器￠)的信號輸入端，解調器￠)的信號輸出端連接計算機(7)的數據通信端。
2.根據權利要求1所述的光學電場傳感器監測絕緣子裝置，其特征在于:所述光學傳感頭(4)包括第一玻璃段(4.2)、第二玻璃段(4.3)和晶體段(4.4)，所述第一玻璃段(4.2)粘接在晶體段(4.4)的一端，第二玻璃段(4.3)粘接在晶體段(4.4)的另一端，所述第一玻璃段(4.2)、第二玻璃段(4.3)和晶體段(4.4)均開設相互連通且同軸布置的安裝通孔(4.1)。
3.根據權利要求2所述的光學電場傳感器監測絕緣子裝置，其特征在于:所述安裝通孔(4.1)設置在第一玻璃段(4.2)、第二玻璃段(4.3)和晶體段(4.4)的軸心上。
【文檔編號】G01R31/00GK203981803SQ201420406237
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】孫江玉, 王永紅, 雷燕剛, 覃兆宇, 柯磊, 王磊, 沈楊 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局, 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司