[發明專利]一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010421412.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111551870A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 梅沁;葉晨;過烽;顏哲昊;張治國;彭立峰;顧錫華;費彬;蘇雯艷;徐睿;湯晉偉
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/58;G01R15/24
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍;張紅蓮

1.一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，用于對輸電線路的泄漏電流進行檢測，其特征在于：

所述輸電線路泄漏電流檢測裝置包括泄露電流直接引流模塊、信號變換模塊和信號處理模塊；

所述泄露電流直接引流模塊，利用直接引流將待測泄露電流轉化為直流電，并利用直流電驅動運動組件；

所述信號變換模塊，用于將泄露電流直接引流模塊輸出的運動組件運動轉化為光纖光柵形變，進而轉化為光電信號；

所述信號處理模塊，用于將信號變換模塊輸出的光電信號轉化為實時泄露電流數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述泄露電流直接引流模塊包括泄露電流采集子模塊、交直流整流電路和運動組件；

所述泄露電流采集子模塊，用于對泄露電流直接采集；

所述交直流整流電路，用于將泄露電流采集子模塊輸出的交流電轉換為直流電；

所述運動組件，用于利用交直流整流電路輸出的直流電進行運動。

3.根據權利要求2所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述泄露電流采集子模塊采用集流環，所述集流環固定在桿塔絕緣子末端，集流環輸出連接交直流整流電路。

4.根據權利要求2所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述交直流整流電路采用二極管整流電路，所述二極管整流電路包括四個二極管，其中四個二極管分兩組，每組中兩個二極管的導通方向一致，兩組二極管并聯，兩組二極管的連接點對外輸出直流電，其中一組中兩個二極管的連接點連接泄露電流采集子模塊的輸出線，另一組中兩個二極管的連接點接地。

5.根據權利要求2所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述運動組件采用壓電陶瓷，壓電陶瓷材料將交直流整流電路的輸出電壓轉化為壓電陶瓷的伸縮。

6.根據權利要求5所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述信號變換模塊包括光纖光柵和光纖光柵信息解調儀；

所述光纖光柵貼在壓電陶瓷，壓電陶瓷的形變轉化為光纖光柵的形變。

7.根據權利要求6所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述信號變換模塊的光纖光柵信息解調儀，用于提供寬帶光譜，通過環形器由光纖傳輸至光纖光柵處，并經過環路器接收由光纖光柵反射回來的特定波長的光，將光的信息解調后發送給信號處理模塊；

所述光纖光柵反射回來特定波長光的波長反應所測的壓電陶瓷的應變和光纖光柵所貼位置的溫度。

8.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的絕緣子泄露電流監測裝置，其特征在于：

所述信號處理模塊用于接收信號變換模塊發來的經過解調的波長信息，計算出泄露電流值后通過顯示裝置反饋給用戶，同時根據信號值選擇啟動報警裝置。

9.一種基于權利要求1-8任一項權利要求所述泄漏電流監測裝置的泄漏電流監測方法，用于對輸電線路的泄漏電流進行檢測，其特征在于：

所述泄漏電流檢測方法包括以下步驟：

步驟1：泄露電流直接引流模塊將輸電線路泄露電流值轉換為直流電后驅動壓電陶瓷伸縮；

步驟2：信號變換模塊利用光纖光柵將壓電陶瓷的形變轉換為特定波長的光信號，并經過解調后發送給信號處理模塊；

步驟3：信號處理模塊將收到的解調后的光信號轉換為漏電流值，顯示給用戶。

10.根據權利要求9所述的泄漏電流監測方法，其特征在于：

步驟2所述的信號變換模塊利用光纖光柵將壓電陶瓷的形變轉換為特定波長的光信號，包括如下步驟：

步驟2.1：光纖光柵信息解調儀，提供寬帶光譜，通過環形器由光纖傳輸至光纖光柵處；

步驟2.2：傳輸至光纖處的寬帶光譜由光纖光柵將特定波長的光反射回來，反射回來的光經過環路器回到光纖光柵信息解調儀；

步驟2.3：光纖光柵信息解調儀解調發射回來的光。