[實用新型]一種實現(xiàn)開關(guān)柜閃弧檢測的光學傳感器

有效

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• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN202631680U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳應(yīng)林;李從飛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京弘毅電氣自動化有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型涉及屬于光學傳感領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)開關(guān)柜閃弧監(jiān)測的光學傳感器。?

背景技術(shù)

中、低壓開關(guān)柜適用于發(fā)電廠、石油、化工、冶金、紡織、高層建筑等行業(yè)，作為輸電、配電及電能轉(zhuǎn)換之用。近些年來，全國中低壓開關(guān)柜事故不斷，究其原因，往往是當出線或母線發(fā)生單相接地故障時，由于接地點容性電流較大，接地點電弧不能完全熄滅，導致電弧反復重燃；又由于電弧電阻的原因，短路電流往往達不到過流速斷整定值而不能快速動作切斷故障，而其它設(shè)備絕緣水平較低導致迅速發(fā)展為相間短路，電弧持續(xù)燃燒釋放出巨大的能量，從而造成開關(guān)柜被嚴重燒毀的災(zāi)難性的后果。開關(guān)柜的閃弧故障，如果沒有得到及時清除，發(fā)展為中壓母線故障，帶來的危害是非常嚴重的。?

中壓開關(guān)柜閃弧導致的電網(wǎng)設(shè)備損壞和停電事故不僅造成了相當大的經(jīng)濟損失，還嚴重地影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，從而直接威脅變電所正常運行和運行人員的安全。因此研究閃弧檢測的光學傳感器，進而安裝有效的繼電保護，解決閃弧問題，對于提高電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定性，降低經(jīng)濟損失有很大的意義。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本實用新型公開了一種光學傳感器，能夠有效檢測開關(guān)柜出線或母線發(fā)生短路故障時產(chǎn)生的電弧光并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。?

本實用新型提供如下技術(shù)方案：?

一種實現(xiàn)開關(guān)柜閃弧檢測的光學傳感器，包括光采集鏡頭、光電轉(zhuǎn)換器和塑料光纖，塑料光纖的兩端設(shè)有ST連接器，所述塑料光纖通過ST連接器與光采集鏡頭和光電轉(zhuǎn)換器相連；所述光采集鏡頭包括被封裝在光采集鏡頭封裝底座中的平凸透鏡、頻率提取器、波長轉(zhuǎn)換器、聚焦鏡頭；所述光電轉(zhuǎn)換器包括封裝在光電轉(zhuǎn)換器封裝底座上的聚焦透鏡和光電二極管芯片；所述塑料光纖包括塑料光纖纖芯、覆蓋在所述纖芯外的塑料光纖內(nèi)層防護層以及覆蓋在所述內(nèi)層防護層外的塑料光纖外層防護層。

作為一種優(yōu)選，所述平凸透鏡上覆蓋涂有至少一層透明介質(zhì)材料的薄膜。?

作為一種改進，所述光電轉(zhuǎn)換器中還包括與光電二極管芯片并聯(lián)的瞬變二極管。?

作為一種優(yōu)選，所述聚焦鏡頭將光信號聚焦在光電二極管芯片表面。?

作為一種改進，還包括與光采集鏡頭連接的安裝底座。?

作為一種優(yōu)選，所述安裝底座包括彼此之間活動連接的安裝底座固定部分和安裝底座活動部分。?

作為一種優(yōu)選，所述安裝底座固定部分和安裝底座活動部分之間連接方式為齒輪狀咬合連接。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果：?

1.????????????????光采集鏡頭為無源器件，與有源的光電轉(zhuǎn)換部分之間采用塑料光纖連接，不會對開關(guān)柜的一次設(shè)備產(chǎn)生影響；

2.????????????????光采集鏡頭只采集弧光中的特定波段，即波段為380nm～450nm的光信號，可有效濾除其它光源，如閃電、太陽等自然光源和電筒、紅外測溫器等人造光源的干擾；

3.????????????????平凸透鏡表面涂裝的透明介質(zhì)材料的薄膜，增加了特定波段光線的透過率；

4.????????????????光電轉(zhuǎn)換器經(jīng)光纖長距離隔離后，不會主動或被動改變開關(guān)柜內(nèi)的電磁環(huán)境，因此傳感器只有在光電轉(zhuǎn)換部分才有電信號，其余均為光信號，可有效避免開關(guān)柜中開關(guān)動作時產(chǎn)生的電磁干擾；

5.????????????????聚焦鏡頭設(shè)計，能有效增加光電轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。

6.????????????????通過設(shè)置瞬變二極管達到的防靜電設(shè)計，提高器件可靠性，并能適應(yīng)各種裝配、使用環(huán)境。?

7.????????????????無死區(qū)設(shè)計：底座活動部分可在X軸空間平面上進行180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，底座固定部分可在Y軸安裝平面上360°范圍內(nèi)進行固定，兩者結(jié)合，可保證底座活動部分可對準任意位置和角度，活動范圍為半球型；?

8.????????????????防松設(shè)計：底座活動部分與固定部分接合面設(shè)計有咬合面，咬合面形狀和工作方式類似齒輪，安裝完畢后底座活動部分與固定部分如齒輪般咬合，有效保證震動環(huán)境下對準位置不發(fā)生位移。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的光學傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為安裝底座結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖3為安裝底座結(jié)構(gòu)俯視圖。

附圖標明列表：?

1-?平凸透鏡，????????????????2-頻率提取器，