專利名稱：高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高壓電力能源設(shè)備元件狀況的監(jiān)控，該電力能源設(shè)備多處于高壓狀態(tài)且可能用于建造遠(yuǎn)程信息一監(jiān)測(cè)綜合體。
背景技術(shù)：
與電力設(shè)備監(jiān)控相關(guān)的一個(gè)重要問(wèn)題是傳遞來(lái)自傳感器的物理參數(shù)信息信號(hào)。 這些發(fā)生在高壓電力能源設(shè)備元件中的物理參數(shù)包括設(shè)備各元件溫度參數(shù)、局部放電、聲學(xué)信號(hào)及高勢(shì)能和梯度條件下設(shè)備各元件的電場(chǎng)和磁場(chǎng)參數(shù)?，F(xiàn)存在利用正常的無(wú)線電波道通過(guò)自身的電磁輻射的方式攜帶高壓電力能源設(shè)備元件中的狀態(tài)參數(shù)的信息的方式。還有可以利用特制的無(wú)線電波道探測(cè)并傳遞來(lái)自設(shè)備上的高壓電力能源設(shè)備元件中的狀態(tài)參數(shù)的信息。但這些無(wú)線電波道的抗干擾能力不足。當(dāng)前在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域傳感器信息光纖傳遞方式正得到積極運(yùn)用。對(duì)于電力設(shè)備診斷任務(wù)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)方向很具吸引力，因?yàn)楣鈱?dǎo)纖維由高電介質(zhì)特性的材料做成，具有很好的抗干擾能力，對(duì)工作電磁場(chǎng)不產(chǎn)生任何實(shí)際改變。現(xiàn)有設(shè)備是可以沿某一波道傳遞多個(gè)傳感器的信號(hào)。光纖具有較高的傳輸率，但光纖這一特性在實(shí)際中的運(yùn)用，也成了光纖模擬器的缺點(diǎn)。眾所周知，光導(dǎo)纖維的物理參數(shù)取決于外在因素——溫度和機(jī)械變形(例如震動(dòng))。因此，光導(dǎo)纖維不僅作為信息傳遞渠道使用，而且同時(shí)是物理過(guò)程傳感器不可分割的元件?，F(xiàn)有設(shè)備是連接傳感器三個(gè)集中的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)接口——溫度、震蕩和噪聲，并按照光纖線路傳遞數(shù)字處理器研發(fā)數(shù)據(jù)，其中數(shù)字處理器安裝有設(shè)備保護(hù)及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能。首先，正如上面所指出的，光導(dǎo)纖維線路具有較高的信息傳輸率，信息總共通過(guò)三個(gè)傳感器采集，光導(dǎo)纖維線路可能潛在的信息未被充分利用。其次，要想提高電力設(shè)備結(jié)構(gòu)上的傳感器安裝點(diǎn)數(shù)，必須增鋪管道光導(dǎo)纖維線路。 同時(shí)必須考慮，額外的線路鋪設(shè)造成了電力設(shè)備運(yùn)行中額外的施工難度。第三，光導(dǎo)纖維線路在外部因素影響下會(huì)改變自身參數(shù)。綜上所述，現(xiàn)有的采用傳感器采集信號(hào)的設(shè)備增加安裝點(diǎn)時(shí)，其傳輸線路需要重新鋪設(shè)，并且采用傳感器采集信號(hào)的設(shè)備在傳輸?shù)倪^(guò)程中光導(dǎo)纖維在外部因素影響下會(huì)改變自身參數(shù)，而此參數(shù)的改變通過(guò)計(jì)算同樣能夠體現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)。但光導(dǎo)纖維傳輸還存在著傳輸過(guò)快而引起的信息未被充分利用的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的采用傳感器采集信號(hào)的設(shè)備增加安裝點(diǎn)時(shí)，其傳輸線路需要重新鋪設(shè)，并且采用傳感器采集信號(hào)的設(shè)備在傳輸?shù)倪^(guò)程中光導(dǎo)纖維在外部因素影響下會(huì)改變自身參數(shù)，而此參數(shù)的改變通過(guò)計(jì)算同樣能夠體現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)。但光導(dǎo)纖維傳輸還存在著傳輸過(guò)快而引起的信息未被充分利用的問(wèn)題，而提出了一種高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置。高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置包括寬頻輻射激光源、反射信號(hào)耦合器、光導(dǎo)纖維線路、光纖布拉格光柵元件、電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器和信息制定及決定設(shè)備；寬頻輻射激光源的輸出端與反射信號(hào)耦合器的輸入端連接，反射信號(hào)耦合器的光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端與光導(dǎo)纖維線路的輸入端連接，被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備上設(shè)置有N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，光導(dǎo)纖維線路沿線路方向依次設(shè)置有N個(gè)光纖布拉格光柵元件，每個(gè)光纖布拉格光柵元件設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)，每個(gè)光纖布拉格光柵元件安裝在被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，反射信號(hào)耦合器的光纖線路反射光學(xué)信號(hào)輸出端與電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器的輸出端與信息制定及決定設(shè)備的輸入端連接，信息制定及決定設(shè)備的輸出端為監(jiān)控信息輸出端。本實(shí)用新型采用光導(dǎo)纖維線路進(jìn)行信息測(cè)量，通過(guò)光纖布拉格光柵元件設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)來(lái)標(biāo)定得到信息的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提高了位置確定的準(zhǔn)確性及通訊障礙最小化發(fā)展水平，同時(shí)，在工作狀態(tài)下，高壓設(shè)備運(yùn)行期間技術(shù)狀況確定的客觀性提高。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備4上設(shè)置有 N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括寬頻輻射激光源1、反射信號(hào)耦合器2、光導(dǎo)纖維線路3、光纖布拉格光柵元件6、電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7和信息制定及決定設(shè)備8 ；寬頻輻射激光源1的輸出端與反射信號(hào)耦合器2的輸入端連接，反射信號(hào)耦合器2的光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端與光導(dǎo)纖維線路3的輸入端連接， 被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備4上設(shè)置有N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5，光導(dǎo)纖維線路3沿線路方向依次設(shè)置有N個(gè)光纖布拉格光柵元件6，則光導(dǎo)纖維線路3上設(shè)有N個(gè)光纖布拉格光柵元件6 ；每個(gè)光纖布拉格光柵元件6設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)，每個(gè)光纖布拉格光柵元件6安裝在被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備4的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5上，從而達(dá)到光導(dǎo)纖維線路3依次監(jiān)測(cè)被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備4上構(gòu)造的監(jiān)測(cè)點(diǎn)；反射信號(hào)耦合器2的光纖線路反射光學(xué)信號(hào)輸出端與電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7的輸入端連接，電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7的輸出端與信息制定及決定設(shè)備8的輸入端連接，信息制定及決定設(shè)備8的輸出端為監(jiān)控信息輸出端。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于還包括光學(xué)接頭10，光學(xué)接頭10用于連接反射信號(hào)耦合器2的光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端與光導(dǎo)纖維線路3的輸入端。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同點(diǎn)在于光纖布拉格光柵元件5是涂設(shè)在光導(dǎo)纖維線路3上。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三不同點(diǎn)在于光導(dǎo)纖維線路3中的光導(dǎo)纖維為探傷激光脈沖光導(dǎo)纖維。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或
4四不同點(diǎn)在于還包括支架9，寬頻輻射激光源1、反射信號(hào)耦合器2、電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7和信息制定及決定設(shè)備8安裝于支架9內(nèi)。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一、 二或四相同。本實(shí)用新型內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)具體實(shí)施方式
的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型的目的。原理以及設(shè)備運(yùn)作寬頻輻射激光源1中的激光進(jìn)入光導(dǎo)纖維線路3中，帶有光纖布拉格光柵元件6 的光導(dǎo)纖維線路3位于高壓設(shè)備物理狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。如果測(cè)量線路包含N個(gè)布拉格光柵及相應(yīng)N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5，那么他們將設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)入^…，入^…，入義每一個(gè)都有光譜范圍Δ X1,... Δ Xi,... Δ λΝ，，而且這些區(qū)域不應(yīng)交叉。在輻射由波段Δ λ > (An-A1)寬頻光源進(jìn)入配置的該輻射測(cè)量線路時(shí)，反射信號(hào)將由N頻率分量組成，各分量波長(zhǎng)應(yīng)在劃分波段范圍內(nèi)。這樣，反射光學(xué)信號(hào)各頻率應(yīng)與相應(yīng)的布拉格光柵，以及，相應(yīng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)相符合。與各種監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反射信號(hào)沿這條光導(dǎo)纖維返回，并沿耦合器2進(jìn)入電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7。信息由電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7出口傳遞到信息制定及決定設(shè)備8 中。靜態(tài)下高壓設(shè)備元件非工作(斷開)狀態(tài)下，反射信號(hào)大小(數(shù)值)將記錄在信息制定及決定設(shè)備8中。設(shè)備元件工作時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度將發(fā)生改變，整個(gè)光導(dǎo)纖維溫度也會(huì)改變。鑒于此， 沿探傷激光脈沖光導(dǎo)纖維進(jìn)行的物理狀態(tài)發(fā)生改變。同時(shí)反射信號(hào)相位和(或)大小也發(fā)生改變。這些信號(hào)由電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7記錄，并在信息制定及決定設(shè)備8內(nèi)進(jìn)行信息的加工，是作出關(guān)于設(shè)備元件溫度配置決定的基礎(chǔ)。除此之外，設(shè)備元件工作時(shí)伴隨有震動(dòng)，這就構(gòu)成了對(duì)布拉格光柵的形變影響。當(dāng)形變較小時(shí)，反射信號(hào)頻率的微小的調(diào)頻應(yīng)在工作波段范圍內(nèi)進(jìn)行。調(diào)頻測(cè)量也在電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器7進(jìn)行；并在信息制定及決定設(shè)備8進(jìn)行信息加工，是針對(duì)設(shè)備元件的震動(dòng)影響作出調(diào)整決定的基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，其特征在于它包括寬頻輻射激光源 (1)、反射信號(hào)耦合器O)、光導(dǎo)纖維線路(3)、光纖布拉格光柵元件(6)、電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器(7)和信息制定及決定設(shè)備(8)；寬頻輻射激光源(1)的輸出端與反射信號(hào)耦合器O)的輸入端連接，反射信號(hào)耦合器O)的光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端與光導(dǎo)纖維線路(3)的輸入端連接，被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備(4)上設(shè)置有N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(5)，光導(dǎo)纖維線路C3)沿線路方向依次設(shè)置有N個(gè)光纖布拉格光柵元件(6)，每個(gè)光纖布拉格光柵元件(6)設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)，每個(gè)光纖布拉格光柵元件(6)安裝在被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(5)上，反射信號(hào)耦合器O)的光纖線路反射光學(xué)信號(hào)輸出端與電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器(7)的輸入端連接，電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器(7)的輸出端與信息制定及決定設(shè)備(8)的輸入端連接，信息制定及決定設(shè)備(8)的輸出端為監(jiān)控信息輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，其特征在于還包括光學(xué)接頭(10)，光學(xué)接頭(10)用于連接反射信號(hào)耦合器( 的光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端與光導(dǎo)纖維線路(3)的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，其特征在于光纖布拉格光柵元件(6)是涂設(shè)在光導(dǎo)纖維線路( 上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，其特征在于光導(dǎo)纖維線路(3)中的光導(dǎo)纖維為探傷激光脈沖光導(dǎo)纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，其特征在于還包括支架(9)，寬頻輻射激光源(1)、反射信號(hào)耦合器O)、電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器(7)和信息制定及決定設(shè)備(8)安裝于支架(9)內(nèi)。
專利摘要高壓電力能源設(shè)備元件狀態(tài)的多點(diǎn)監(jiān)控裝置，涉及高壓電力能源設(shè)備元件狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，解決了現(xiàn)有的采用傳感器采集信號(hào)的設(shè)備增加安裝點(diǎn)需重新鋪設(shè)傳輸線路，并該設(shè)備在傳輸?shù)倪^(guò)程中外部影響下會(huì)改變自身參數(shù)，還存在著傳輸過(guò)快而引起的信息未被充分利用的問(wèn)題。寬頻輻射激光源通過(guò)反射信號(hào)耦合器光纖線路入射光學(xué)信號(hào)輸出端連光導(dǎo)纖維線路，被監(jiān)控設(shè)備上設(shè)有N個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，光導(dǎo)纖維線路沿線路方向依次設(shè)有N個(gè)光纖布拉格光柵元件，每個(gè)元件設(shè)置不同的輻射波長(zhǎng)，并安在被監(jiān)控的高壓電力能源設(shè)備每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，反射信號(hào)耦合器光纖線路反射光學(xué)信號(hào)輸出端通過(guò)電子數(shù)字反射信號(hào)轉(zhuǎn)換器連信息制定及決定設(shè)備，信息制定及決定設(shè)備輸出端為監(jiān)控信息輸出端。
文檔編號(hào)G01H9/00GK202209956SQ20112037929
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者庫(kù)利欽·尤里·尼古拉耶維奇, 金施特·尼古拉·弗拉基米羅維奇 申請(qǐng)人:金施特·尼古拉·弗拉基米羅維奇