[發(fā)明專利]基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的超低頻電纜局部放電測(cè)試設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410055859.2
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN103809090B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉聰漢;陳智勇;韋魏;鄧雨榮;趙堅(jiān);李恒燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術(shù)領(lǐng)域

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)傳感器的超低頻電纜局部放電測(cè)試設(shè)備。

背景技術(shù)

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。

本產(chǎn)品的出現(xiàn)，則彌補(bǔ)了以上不足。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，響應(yīng)頻率快，靈敏度高；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；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。

目前本行業(yè)暫無(wú)同類裝置。

發(fā)明內(nèi)容

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)傳感器的超低頻電纜局部放電測(cè)試設(shè)備。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

基于光學(xué)電場(chǎng)傳感器的超低頻電纜局部放電測(cè)試設(shè)備由光學(xué)電場(chǎng)傳感器、高壓導(dǎo)線、超低頻電源、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)超低頻電源的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

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、由于超低頻試驗(yàn)電源的頻率為0.01～1Hz，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。

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。

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。

附圖說(shuō)明