輸電線路上灰密檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網中的用于輸電線路灰密的檢測裝置及方法，屬于電力的輸配電領域。
【背景技術】
[0002]用于電力輸送的輸電線以及用于架設輸電線的絕緣類器件等長期置于室外的高空中，眾所周知，現(xiàn)階段國內大氣受污染比較嚴重，空氣中含有各種工業(yè)排放物，像灰塵，鹽堿，工業(yè)煙塵等，輸電線和絕緣類器件運行一定時間之后，在這些器件的表面都會沉積污穢層。該污穢層的物質包含可溶性成分和不溶性成分，其中可溶性成分的含量用鹽密(等值鹽密度ESDD)表示，不溶性成分用灰密(非可溶性沉積物密度NSDD)表示?；颐苤凳侵父街旊娋€及絕緣類器件表面不能溶解于水的物質的質量除以表面積的結果，用于定量表示絕緣子表面非可溶性殘渣含量。
[0003]灰密值的大小關系到電網的安全運行，所以需要精確測量輸電線路及器件上的灰密值。傳統(tǒng)的測量方法一般都是將被測器件上的污穢層清洗下來，然后利用蒸餾的方法得到重量，再除以器件的表面積從而得到灰密值。可以想象，此方法需要耗費大量的人力物力，即不方便，誤差也大。針對這種技術的不足，有人提出了一種全新的測量方法，該方法使用光纖或石英作為傳感器，其原理是利用光纖或石英作為光波傳導器件，光波在波導中傳播是借助全反射進行的，通過將光纖或石英玻璃置于與被測器件相同的環(huán)境下，那么光纖或石英玻璃的表面必定也會沉積污穢物層，污穢物層的堆積所帶來的結果就是會導致原來的波導內光波傳播的全反射發(fā)生改變，因為污穢物層會改變界面處的折射率差，沒有污穢物時，發(fā)生全反射的界面是石英和空氣，當具有污穢物時，就會使得原來空氣層的折射率發(fā)生改變，從而改變界面的折射率差。折射率差的改變就會導致全反射行為的失效，從而會損失部分光能量，由此可以得出灰密值的大小。此方法還有另外一種測量形式，是直接在光纖或石英波導的端面處進行污穢物的沉積，污穢物的沉積會改變反射率的變化，通過檢測反射率的變化，由此的得出灰密值的大小，其原理與上述原理基本是一致的。
[0004]但是，上述方法均存在著一個缺陷，眾所周知，上述方法的原理是污穢物沉積越多，其帶來的折射率改變越大，由此能夠得出不同的污穢物密度或厚度，從而反演出灰密值。但是，在實際應用中，面臨的一個問題就是當污穢物沉積到一定厚度后，光波所能感受到的折射率差卻不再發(fā)生改變，也即當污穢物的沉積達到一定厚度后，這種方法所測量出的灰密值不再發(fā)生變化，也即失去了準確性，甚至嚴重失效，而本發(fā)明正是針對該技術問題而提出來的，以解決當污穢物沉積到一定厚度后的失效問題。

【發(fā)明內容】

[0005]根據本發(fā)明的一實施例，提供了一種輸電線路上灰密檢測裝置，其特征在于:包括光波導1，第一光探測器2，第二光探測器3，信號處理器4，其中光波導I的截面長度為檢測用激光束直徑的3倍以上，光波導I包括位于上部的第一 V形槽7和位于下部的第二 V形槽6，每個V形槽均具有兩個斜面，第一和第二 V形槽位置錯開相互對置，檢測用激光束由光波導I的一端進入到光波導內，然后沿著光波導的縱軸傳播入射到第一 V形槽7的第一斜面71上，激光束由第一 V形槽的第一斜面71分為兩束，分別為第一光束和第二光束，其中第一光束透射過第一斜面71入射到第一 V形槽的第二斜面72上，最終第一光束被第二斜面72全反射到第一光探測器2上，第二光束被第一斜面71反射之后入射到第二 V形槽的第二斜面62上，第二斜面62上鍍有全反射膜，第二光束被第二 V形槽的第二斜面62反射之后繼續(xù)在光波導內沿縱軸傳播，最終由光波導的另外一端射出并入射到第二光探測器3上，其中第一光探測器和第二光探測器的輸出端均通過信號線連接至信號處理器4。
[0006]根據本發(fā)明的一實施例，所述光波導的材質為石英或塑料。
[0007]根據本發(fā)明的一實施例，所述光波導的截面為圓形或方形。
[0008]根據本發(fā)明的一實施例，所述第二斜面62上的全反射膜為金屬膜。
[0009]根據本發(fā)明的一實施例，所述信號處理器4中存儲有一個閾值，該閾值表不的是當第一 V形槽第一斜面71被覆蓋一定厚度的污穢物后第一斜面71的反射率不會發(fā)生變化時第二光探測器所檢測到的光強值。
[0010]根據本發(fā)明的一實施例，提供了一種進行灰密檢測的方法，其特征在于包括以下步驟:I)通過實驗的方法獲得一個閾值，該閾值表示的是當第一 V形槽的第一斜面71被覆蓋一定厚度的污穢物后第一斜面的反射率不會發(fā)生變化時第二光探測器所檢測到的光強值，并將該閾值存儲在所述信號處理器4內；2)將所述灰密檢測裝置置于與被測物體相同的環(huán)境下；3)使用激光束照射所述光波導，并使得激光束進入光波導后能夠入射到所述第一斜面71上，當信號處理器檢測到第二光探測器3所檢測到的光強值小于該閾值，則直接使用第二光探測器所檢測到的光強值來計算灰密值，否則轉第4)步驟；4)當第二光探測器檢測到的光強值等于該閾值時，則利用第一光探測器的檢測值與閾值的比值為計算所述灰密的依據。
[0011]根據本發(fā)明的一實施例，所述光波導的材質為石英或塑料。
[0012]根據本發(fā)明的一實施例，所述光波導的截面為圓形或方形。
[0013]根據本發(fā)明的一實施例，所述第二斜面62上的全反射膜為金屬膜。
【附圖說明】
[0014]附圖1是本發(fā)明輸電線路灰密檢測裝置的示意圖；
[0015]在上述的附圖中，I表示光波導，2和3都表示光探測器，4表示信號處理器，6和7表示第一 V形槽和第二 V形槽，71表示第一 V形槽7的第一斜面，72表示第一 V形槽7的第二斜面，61表示第二 V形槽的第一斜面，62表示第二 V形槽的第二斜面。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖的基礎上來說明本發(fā)明的輸電線路灰密檢測裝置及檢測方法。如圖1所示，本發(fā)明的檢測裝置包括:光波導1，第一光探測器2，第二光探測器3，信號處理器4，其中光波導包括位于上部的第一 V形槽7和位于下部的第二 V形槽6，每個V形槽均具有兩個斜面。此處，需要特別進行說明的是本發(fā)明所使用的光波導，該光波到材料為石英或塑料，截面為圓形或矩形，其直徑或高度為所使用激光束直徑的3倍以上，兩個V形槽分別設置在該光波導的上部和下部，第一 V形槽和第二 V形槽位置錯開相互對置。其他器件均是本領域中常用的一些光學器件，此處不再進行詳細說明。在使用本發(fā)明的檢測裝置進行灰密檢測時，需要將光波導I設置在與被測器件相同的環(huán)境中，然后檢測用激光束由光波導I的一端進入到光波