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基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備由光學(xué)電場(chǎng)傳感器、高壓導(dǎo)線、振蕩波電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號(hào)傳輸線、局放信號(hào)傳輸線、局部放電測(cè)試儀器、高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號(hào)傳輸線、試品構(gòu)成。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明著重解決了戶外電纜設(shè)備離線測(cè)試工作中高壓測(cè)量裝置笨重及獲取主網(wǎng)電壓同步信號(hào)的難題，填補(bǔ)獲取真實(shí)同步電壓信號(hào)的空白。2.本發(fā)明在滿足功能需求的基礎(chǔ)上，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，重量輕、體積小、操作方便。
【專利說(shuō)明】基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備電氣性能測(cè)試的工作領(lǐng)域。具體是基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上，用于電纜局放的檢測(cè)方法主要有聲發(fā)射法和電磁耦合法。聲發(fā)射法使用的傳感器為超聲傳感器，但其頻率范圍較低，無(wú)法滿足高頻局放信號(hào)的測(cè)量的需求。電磁耦合法使用的傳感器可以分成電容型、電感型、高頻型等傳感器。電容型帶狀傳感器的檢測(cè)靈敏度受到安裝環(huán)境的制約，同時(shí)還需要和外屏蔽層保持足夠距離以保證能夠檢測(cè)到信號(hào)；高頻電流傳感器僅適用于電纜外屏蔽層有接地線的情況；電感型帶狀傳感器靈敏度較低。電纜局放測(cè)試施加的試驗(yàn)電壓主要通過(guò)電阻型、電容型、阻容型等分壓器測(cè)量。這類分壓器體積大，笨重、不易攜帶，給現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)帶來(lái)諸多不便。目前在電纜局放測(cè)試中幾乎無(wú)法獲取到真實(shí)的電壓同步信號(hào)，往往采用通過(guò)電流互感器取的電流信號(hào)后，再根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相位換算法而得。由于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，線路的參數(shù)隨電壓等級(jí)、電纜長(zhǎng)度、架空線長(zhǎng)度、線路空間位置、線路負(fù)荷等的影響，會(huì)出現(xiàn)較大不同，因此，電壓與電流的相位差也會(huì)出現(xiàn)變化，如果僅僅通過(guò)一定的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相位換算，那么不但不能得到準(zhǔn)確的電壓同步信號(hào)，還可能因?yàn)榫址判盘?hào)與同步信號(hào)之間的圖譜相位關(guān)系錯(cuò)誤而造成誤判斷。
[0003]目前本行業(yè)暫無(wú)同類裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0006]基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備由光學(xué)電場(chǎng)傳感器、高壓導(dǎo)線、振蕩波電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號(hào)傳輸線、局放信號(hào)傳輸線、局部放電測(cè)試儀器、高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號(hào)傳輸線、試品構(gòu)成。
[0007]所述光學(xué)電場(chǎng)傳感器能滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測(cè)工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場(chǎng)的變化，是電場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線的周圍，通過(guò)高壓光纖與光電轉(zhuǎn)化及輸出器連接，形成檢測(cè)的光回路。
[0008]所述高壓光纖，內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號(hào)通道，僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器，另一端連接到光學(xué)電場(chǎng)傳感器，聯(lián)通兩者間的光路。
[0009]所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器，內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號(hào)輸出接口部件，其與高壓光纖連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-光學(xué)電場(chǎng)傳感器-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路。它的作用是產(chǎn)生原始的光信號(hào)，通過(guò)分析原始光信號(hào)經(jīng)過(guò)光學(xué)電場(chǎng)傳感器后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號(hào)。光電轉(zhuǎn)化及輸出器最后將電壓波形信號(hào)通過(guò)同步信號(hào)傳輸線和局放電壓信號(hào)傳輸線同時(shí)輸出，供局部放電測(cè)試儀器測(cè)量使用。光電轉(zhuǎn)化及輸出器根據(jù)接收到的光電傳感器信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個(gè)電源電壓的反饋信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線輸出到調(diào)壓控制裝置，進(jìn)而通過(guò)調(diào)壓信號(hào)傳輸線調(diào)節(jié)振蕩波電源3的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本發(fā)明光學(xué)電場(chǎng)傳感器與帶電體之間采用非接觸式測(cè)量的方式，不受安裝環(huán)境的影響、安全簡(jiǎn)單、頻率范圍廣、靈敏度高、波形響應(yīng)頻率快，由于振蕩波試驗(yàn)電源為直流，而本發(fā)明設(shè)備的光學(xué)理論采樣率為3GHZ，因此完全能滿足測(cè)試頻率要求。
[0012]2.本發(fā)明通過(guò)光學(xué)電場(chǎng)傳感器可準(zhǔn)確測(cè)量出試驗(yàn)電壓的大小并及時(shí)反饋給調(diào)壓控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制產(chǎn)品輸出試驗(yàn)所需的電壓，取代了通過(guò)笨重的分壓器進(jìn)行直接測(cè)量的方式，提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。
[0013]3.本發(fā)明通過(guò)光學(xué)電場(chǎng)傳感器同時(shí)獲得電纜局部放電信號(hào)與實(shí)時(shí)電壓同步信號(hào)，不會(huì)出現(xiàn)相位偏差，從而形成正確的關(guān)系圖譜，有助于準(zhǔn)確判斷出電纜內(nèi)部是否存在局部放電信號(hào)及成因，避免了因相位關(guān)系而導(dǎo)致的誤診或漏診，提高了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效率和準(zhǔn)確度，提高了電纜設(shè)備的供電可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，光學(xué)電場(chǎng)傳感器1、高壓導(dǎo)線2、振蕩波電源3、高壓光纖4、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、同步信號(hào)傳輸線6、局放信號(hào)傳輸線7、局部放電測(cè)試儀器8、高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線9、調(diào)壓控制裝置10、調(diào)壓信號(hào)傳輸線11、試品12。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]本發(fā)明基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖1所示，裝置由光學(xué)電場(chǎng)傳感器1、高壓導(dǎo)線2、振蕩波電源3、高壓光纖4、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、同步信號(hào)傳輸線6、局放信號(hào)傳輸線7、局部放電測(cè)試儀器8、高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線9、調(diào)壓控制裝置10、調(diào)壓信號(hào)傳輸線11、試品12構(gòu)成。
[0018]所述光學(xué)電場(chǎng)傳感器I可以滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測(cè)工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場(chǎng)的變化，是電場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線2的周圍，通過(guò)高壓光纖4與光電轉(zhuǎn)化及輸出器5連接，形成檢測(cè)的光回路。
[0019]所述高壓光纖4,內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號(hào)通道,僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器5，另一端連接到光學(xué)電場(chǎng)傳感器1，聯(lián)通兩者間的光路。
[0020]所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器5,內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號(hào)輸出接口部件，其與高壓光纖4連接,形成光源-起偏器-高壓光纖4輸入通道-光學(xué)電場(chǎng)傳感器1-高壓光纖4輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路。它的作用是產(chǎn)生原始的光信號(hào)，通過(guò)分析原始光信號(hào)經(jīng)過(guò)光學(xué)電場(chǎng)傳感器I后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號(hào)。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5最后將電壓波形信號(hào)通過(guò)同步信號(hào)傳輸線6和局放電壓信號(hào)傳輸線7同時(shí)輸出，供局部放電測(cè)試儀器8測(cè)量使用。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5根據(jù)接收到的光電傳感器信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個(gè)電源電壓的反饋信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線9輸出到調(diào)壓控制裝置10，進(jìn)而通過(guò)調(diào)壓信號(hào)傳輸線11調(diào)節(jié)振蕩波電源3的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
[0021]本發(fā)明實(shí)施時(shí):
[0022]1.在進(jìn)行電力電纜等電力設(shè)備的局部放電離線測(cè)試時(shí)，使用本發(fā)明設(shè)備進(jìn)行分析，能直觀的通過(guò)測(cè)試電纜局放信號(hào)和同步信號(hào)獲得準(zhǔn)確的關(guān)系譜圖，定位局部放電事件與電壓相位關(guān)系，確定局部放電譜圖的放電性質(zhì)，增加判斷的準(zhǔn)確性和提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率。
[0023]2.在進(jìn)行各種電力設(shè)備局部放電離線高電壓測(cè)試時(shí)，使用本發(fā)明設(shè)備，將光學(xué)電場(chǎng)傳感器放置到高壓設(shè)備附近，能第一時(shí)間采集設(shè)備的電壓波形信息，且不會(huì)造成局部放電和空間電場(chǎng)畸變等干擾，確保了電氣測(cè)試的準(zhǔn)確性和可信度。
[0024]本發(fā)明具體實(shí)施如下:
[0025]在進(jìn)行電力電纜等電力設(shè)備的局部放電測(cè)試工作時(shí)，需要提取電纜等設(shè)備高壓端電壓波形信號(hào)時(shí)，只需要將光學(xué)電場(chǎng)傳感器I固定高壓導(dǎo)線2周圍，并使用高壓光纖4將光學(xué)電場(chǎng)傳感器1、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5連接起來(lái),使用同步信號(hào)傳輸線6和局放信號(hào)傳輸線7將光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、局部放電測(cè)試儀器8連接起來(lái)。光學(xué)電場(chǎng)傳感器I非接觸式的固定在高壓導(dǎo)線2周圍，光電轉(zhuǎn)化及輸出器5則即能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，感應(yīng)到由電壓變化引起的空間電場(chǎng)幅值的變化，進(jìn)而將電壓波形進(jìn)行還原，通過(guò)同步信號(hào)傳輸線6和局放信號(hào)傳輸線7輸出到的局部放電測(cè)試儀器5的，即能完成局放測(cè)試工作。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5根據(jù)接收到的光電傳感器信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個(gè)電源電壓的反饋信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線9輸出到調(diào)壓控制裝置10，進(jìn)而通過(guò)調(diào)壓信號(hào)傳輸線11調(diào)節(jié)振蕩波電源3的輸出電壓，使電源輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
【權(quán)利要求】
1.基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的振蕩波電纜局部放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備由光學(xué)電場(chǎng)傳感器、高壓導(dǎo)線、振蕩波電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號(hào)傳輸線、局放信號(hào)傳輸線、局部放電測(cè)試儀器、高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號(hào)傳輸線、試品構(gòu)成； 所述光學(xué)電場(chǎng)傳感器能滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測(cè)工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場(chǎng)的變化，是電場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線的周圍，通過(guò)高壓光纖與光電轉(zhuǎn)化及輸出器連接，形成檢測(cè)的光回路； 所述高壓光纖，內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號(hào)通道，僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器，另一端連接到光學(xué)電場(chǎng)傳感器，聯(lián)通兩者間的光路； 所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器，內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號(hào)輸出接口部件，其與高壓光纖連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-光學(xué)電場(chǎng)傳感器-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路，它的作用是產(chǎn)生原始的光信號(hào)，通過(guò)分析原始光信號(hào)經(jīng)過(guò)光學(xué)電場(chǎng)傳感器后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號(hào)，光電轉(zhuǎn)化及輸出器最后將電壓波形信號(hào)通過(guò)同步信號(hào)傳輸線和局放電壓信號(hào)傳輸線同時(shí)輸出，供局部放電測(cè)試儀器測(cè)量使用，光電轉(zhuǎn)化及輸出器根據(jù)接收到的光電傳感器信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個(gè)電源電壓的反饋信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)高壓測(cè)量信號(hào)傳輸線輸出到調(diào)壓控制裝置，進(jìn)而通過(guò)調(diào)壓信號(hào)傳輸線調(diào)節(jié)振蕩波電源的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103809092SQ201410056239
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】陳智勇, 劉聰漢, 韋魏, 鄧雨榮, 趙堅(jiān), 李恒燦 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院