[發明專利]基于發光二極管的絕緣子泄漏電流光纖傳感器系統

有效

• 申請號: 201010538230.5
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102012451A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 姚陳果;王建;李成祥;米彥;杜林;胡建林;蔣興良;孫才新
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/12;G01R15/22;G01R15/24
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

1.一種基于發光二極管的絕緣子泄漏電流光纖傳感器系統，主要包括固定支架、傳感器探頭(1)、光纖(2)、光電轉換器(4)、信號調制器(6)、數據采集卡(7)和計算機(8)；

所述的固定支架為由兩個開口圓環(9)和一個探頭支架構成的開口鉗形支架，所述的兩個開口圓環(9)的材質為黃銅，每個開口圓環(9)由兩個半圓環咬合而成，所述的每個開口圓環(9)的內徑為75mm～82mm、外徑為85mm～92mm、厚度為10mm～15mm，兩個開口圓環(9)分別夾持在架空線路桿塔(22)上被測絕緣子串(23)的相鄰絕緣子的鋼帽上，在所述的每個開口圓環(9)的半圓環開口處和中間分別設置螺孔，分別通過螺栓和螺釘將開口圓環(9)固定連接在被監測絕緣子串(23)的相鄰絕緣子的鋼帽上，在每個半圓環開口處用第一螺栓(16)和螺孔將兩個半圓環咬合套圈在鋼帽上，在兩個半圓環的中間分別通過螺釘(17)和螺孔將兩個半圓環與被夾持絕緣子鋼帽的接觸，在每個開口圓環(9)的閉口端上分別設置螺孔，用第二螺栓將兩個半圓環連接成閉口狀，并調節開口圓環(9)的開度，所述的探頭支架由兩根長度為280mm～290mm的橫臂(10)和一根長度為147mm～152mm的縱臂(11)構成，其材質為有機玻璃，兩根橫臂(10)和一根縱臂(11)均為空心臂，每根空心臂的橫截面為長24mm～26mm、寬20mm～22mm的矩形，空心臂的內空心的截面為直徑5.5mm～6.5mm的圓形，在每根空心臂的兩端均設置有螺孔，兩根空心橫臂的一端通過第二螺栓(18)，分別與所述的兩個開孔圓環9的閉口端固接，兩根空心橫臂(10)的另一端分別通過螺孔和第三螺栓(20)與縱臂(11)的兩端固接，并保證所述的橫臂(10)和縱臂(11)的空心能夠形成貫通的空心通道(19)，用以放置引導泄漏電流的電纜，在所述的縱臂(11)的外側中部，通過螺釘固接有傳感器探頭(1)，所述的兩根電纜的一端分別與前述的銅質開口圓環(9)的閉口端連接，每根電纜的另一端分別穿過空心縱臂(11)中部的外側壁，分別與傳感器探頭(1)的發光二極管LED兩端相連；

所述的傳感器探頭(1)由外殼、發光二極管LED和保護二極管D構成，所述的外殼的材質為不銹鋼金屬，外形為長方體，長度為30mm～34mm、寬度為24mm～26mm、高度為22mm～24mm、壁厚為1.5mm～2.5mm，在所述的外殼的底面上下邊側分別固接有帶螺孔的連接耳(21)，分別通過螺釘和連接耳(21)將所述的傳感器探頭(1)固接在所述的探頭支架的縱臂(11)的中部外側面上，在所述的外殼的外表面均勻的裝設一層厚度為0.1mm～1mm的環氧樹脂，所述的外殼內部裝設有反向并聯的發光二極管LED和保護二極管D，兩個并聯點經用絕緣導線引出殼體并分別與所述的空心通道(19)中的兩根電纜的一端連接，發光二極管LED將被測絕緣子串的泄漏電流信號轉化為光信號，保護二極管D用以限制流過LED發光二極管的電流幅值，在所述外殼的頂面外側，裝設有穿過外殼安與光纖相連的光纖耦合器(12)，光纖耦合器(12)將傳感器探頭(1)中的發光二極管LED發出的光信號耦合進入光纖(2)，光纖(2)的另一端通過光纖耦合器與光電轉換器(4)的輸入端連接，用以將發光二極管LED發出的光信號傳輸到光電轉換器(4)中；

所述的光電裝轉換器(4)，主要由殼體、光電探測器(15)和電源(3)組成，所述的殼體為一不銹鋼長方形殼體，其長度為39mm～40mm、寬度為24mm～26mm、高度為20mm～22mm、壁厚為1.5mm～2.5mm，所述的光電探測器(15)裝設在所述的殼體內，光電探測器的電源端通過設置在所述殼體上壁的電纜接頭(13)與直流12V電源相連接，光電探測器(15)的輸入端通過固定在所述殼體左壁的光纖耦合器與光纖(2)連接，用于接收從光纖(2)傳輸來的由傳感器探頭(1)發出的光信號，所述的光電探測器(15)將由光纖(2)傳輸而來的光信號轉換為電信號后，通過固接于所述殼體右壁的信號電纜接口(14)將信號傳送進信號電纜(5)，進而通過信號電纜(5)連接信號調制器(6)的輸入端，從而將電信號傳輸至信號調制器(6)進行處理；

所述的信號調制器(6)的輸入端通過信號電纜(5)與所述的光電轉換器(4)連接，其輸出端通過電纜與數據采集卡(7)連接，信號調制器(6)將經過光電轉換器(4)轉化而來的電信號進行放大和濾波，繼而傳輸給數據采集卡(7)；

所述的數據采集卡(7)將從信號調制器(6)傳來的電信號進行D/A轉換，并經過USB端口輸送至計算機(8)進行處理；

所述的計算機(8)通過USB接口與數據采集卡(7)相連，將從數據采集卡(7)輸送而來的數據進行存儲和分析及顯示。