[發明專利]磁致伸縮斷路光學控制的裝置

有效

• 申請號: 201210316484.1
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102866280A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 申巖;郭志忠;張國慶;于文斌;陸忠峰;程嵩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H02H3/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及磁致伸縮效應光學電流互感器領域。

背景技術

現有的基于磁致伸縮原理的互感器保護部分設計均是當母線發生短路時，其流過的電流將會變大超過正常值，稀土超磁致伸縮材料產生的機械形變經過測量轉換成電信號，電信號傳送到控制電路后進行分析，確認短路時產生斷路信號，最終電信號作用于斷路器進行斷路，在這個過程中需要對信號的處理較為復雜，易產生一些誤差造成誤動作或拒動作，而且需要的電路結構也非常復雜。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有磁致伸縮的互感器信號的處理復雜和電路結構復雜，易產生誤動作或拒動作的問題，提供一種磁致伸縮斷路光學控制的裝置。

磁致伸縮斷路光學控制的裝置，它包括磁致伸縮材料的傳感頭、傳感頭球面反射鏡、激光探測器和平行反射鏡，所述磁致伸縮材料的傳感頭為圓柱體，傳感頭球面反射鏡為半球體，且傳感頭球面反射鏡的球體半徑與磁致伸縮材料的傳感頭的端面圓的半徑相同，傳感頭球面反射鏡與磁致伸縮材料的傳感頭同軸設置，傳感頭球面反射鏡的底面固定在磁致伸縮材料的傳感頭的上端面且與磁致伸縮材料的傳感頭連接成為一個整體，激光探測器的光敏面面向傳感頭球面反射鏡設置在所述傳感頭球面反射鏡的正上方，平行反射鏡設置在傳感頭球面反射鏡的反射光與激光探測器的入射光之間的光路中，且平行反射鏡與磁致伸縮材料的傳感頭的軸心之間的距離為L，激光探測器的電信號輸出端為磁致伸縮斷路光學控制的裝置的斷路啟動信號的輸出端。

本發明將短路時稀土超磁致伸縮材料的形變測量簡化，然后將形變信號作用于斷路電路，省略掉中間復雜的信號轉換過程及判斷過程。

由于稀土超磁致伸縮材料在一定條件下具有很好的線性度，即其體積相對變化率與互感磁場的大小成正比，通過稀土超磁致伸縮材料正常運行時的長度與短路時的長度的線性關系，選擇一個長度作為觸發點，當短路時稀土超磁致伸縮材料將碰到觸發點造成觸發，然后這個觸發直接作用于斷路器進行斷路。

當電流處于正常狀態激光探測器將檢測不到激光射入，從而不發出短路信號；當電流超過短路電流觸發值時，激光掃描范圍將會涵蓋探測器，探測器檢測到激光射入，從而產生斷路信號發送到斷路器，進行斷路。

本發明具有結構簡單，對故障電流響應速度快，處理過程中引入誤差少，可靠性高的優點。

附圖說明

圖1為本發明在斷路狀態變化前后的對比示意圖，圖中實線表示斷路前磁致伸縮材料傳感頭的狀態，圖中虛線表示觸發斷路磁致伸縮材料傳感頭的狀態。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述磁致伸縮斷路光學控制的裝置，它包括磁致伸縮材料的傳感頭1、傳感頭球面反射鏡2、激光探測器3和平行反射鏡4，所述磁致伸縮材料的傳感頭1為圓柱體，傳感頭球面反射鏡2為半球體，且傳感頭球面反射鏡2的球體半徑與磁致伸縮材料的傳感頭1的端面圓的半徑相同，傳感頭球面反射鏡2與磁致伸縮材料的傳感頭1同軸設置，傳感頭球面反射鏡2的底面固定在磁致伸縮材料的傳感頭1的上端面且與磁致伸縮材料的傳感頭1連接成為一個整體，激光探測器3的光敏面面向傳感頭球面反射鏡2設置在所述傳感頭球面反射鏡2的正上方，平行反射鏡4設置在傳感頭球面反射鏡2的反射光與激光探測器3的入射光之間的光路中，且平行反射鏡4與磁致伸縮材料的傳感頭1的軸心之間的距離為L，激光探測器3的電信號輸出端為磁致伸縮斷路光學控制的裝置的斷路啟動信號的輸出端。

當電流處于正常值范圍內時，磁致伸縮材料將會在一定幅度范圍內不斷伸縮，激光束經過兩次反射后在投射區的掃描范圍也將是一定的。當有電流通過時，所述磁致伸縮材料傳感頭1發生往復振動，同時帶動所述傳感頭球面反射鏡2，其振動的大小與測量的電流有關，當入射光束照射到所述傳感頭球面反射鏡2上，再被反射到所述水平反射鏡4上面，當電流處于正常值范圍內時，磁致伸縮材料將會在一定幅度范圍內不斷伸縮，激光束經過兩次反射后在投射區的掃描范圍也將是一定的，光束不會從所述水平反射鏡4上二次反射到所述激光探測器3上，當發生過電流時，所述傳感頭1振幅增大，帶動所述傳感頭球面反射面2振幅過大，對此由所述水平反射鏡4反射后的光束照射到所述激光探測器3上，此時發生保護動作，切斷電流。