一種弧光傳感器的在線檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種弧光傳感器檢測方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用故障時產(chǎn)生的電弧光作為判據(jù)開發(fā)的弧光保護(hù)裝置，因其可以快速、準(zhǔn)確的識別出故障，越來越多地應(yīng)用于中低壓開關(guān)柜中，用于一次設(shè)備的保護(hù)。目前，弧光保護(hù)裝置是通過弧光傳感器對故障時所發(fā)出的電弧光進(jìn)行采集，再對光信號等判據(jù)進(jìn)行綜合比較分析，從而判斷是否發(fā)生電弧光故障。因此，作為弧光保護(hù)裝置的核心部件，弧光傳感器運(yùn)行狀況的好壞直接決定了弧光保護(hù)裝置能否安全、可靠地工作。
[0003]作為無源設(shè)備，弧光傳感器無法實時反饋其自身運(yùn)行狀況。因此，當(dāng)弧光傳感器發(fā)生故障后，一旦不能對弧光傳感器進(jìn)行及時更換，弧光傳感器將不能對故障發(fā)生時所產(chǎn)生的電弧光進(jìn)行正確采集，進(jìn)而無法實現(xiàn)弧光保護(hù)裝置的正確響應(yīng)。
[0004]綜上所述，弧光傳感器的好壞決定了弧光保護(hù)裝置的性能，弧光傳感器狀況的實時監(jiān)視對于弧光保護(hù)裝置的正確響應(yīng)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種弧光傳感器的在線檢測方法，專門用于監(jiān)測弧光傳感器的運(yùn)行狀況。其方法依靠耦合于光信號接收端處的光源觸發(fā)裝置，持續(xù)發(fā)出的光脈沖信號被反射到檢測裝置，再通過與預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行比較判斷，以確定弧光傳感器是否運(yùn)行正常。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種弧光傳感器的在線檢測方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0007](I)在弧光傳感器的光傳感器接收端處耦合光源觸發(fā)裝置，光源觸發(fā)裝置發(fā)出光信號;
[0008](2)利用光傳感器接收端對光源觸發(fā)裝置發(fā)出的光信號進(jìn)行反射，通過光纖通道將反射的光信號傳遞到檢測裝置；
[0009](3)檢測裝置將接受到的光模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行比較，從而判斷弧光傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0010]上述方案中:所述的步驟(I)中的光源觸發(fā)裝置通過光纖耦合于光傳感器接收端處，并持續(xù)發(fā)出可調(diào)的光脈沖信號。
[0011]上述方案中:所述的可調(diào)的光脈沖信號的調(diào)節(jié)內(nèi)容為光脈沖的光學(xué)特性，包括但不限于強(qiáng)度、頻率、脈寬。
[0012]上述方案中:所述步驟(2)中，利用光傳感器接收端中的感光物質(zhì)將光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號進(jìn)行反射，并通過弧光傳感器的光纖通道將反射出的光信號傳遞到檢測裝置中。
[0013]上述方案中:所述步驟(3)中，檢測裝置將所接收到的光模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)包括光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)及脈寬參數(shù)進(jìn)行比較，用于判斷弧光傳感器的運(yùn)行狀況。
[0014]上述方案中:所述的光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)依據(jù)光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光脈沖信號的信號特性得出:
[0015]其中，光脈沖頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)是根據(jù)光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光脈沖頻率和脈寬確定；光脈沖強(qiáng)度參數(shù)根據(jù)如下公式可得:
[0016]Eset = k QXk1Xe
[0017]其中，各符號的含義如下:
[0018]Esrt是光強(qiáng)參數(shù)；
[0019]kQ是可靠系數(shù)，整定范圍為0.6?0.9 ;
[0020]匕是光信號傳輸衰減系數(shù)，整定范圍為0.5?I ;
[0021]e是光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號強(qiáng)度。
[0022]上述方案中:所述的光強(qiáng)度的比較方法采用光強(qiáng)增量法，即利用光脈沖產(chǎn)生的基于環(huán)境光的突增量與光脈沖強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行比較，這樣可以排除弧光傳感器所處的環(huán)境光對檢測的干擾。
[0023]本發(fā)明還提供一種弧光傳感器的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于包括光源觸發(fā)裝置、電弧光傳感器、電弧光傳感器檢測裝置，其中:
[0024]所述光源觸發(fā)裝置持續(xù)發(fā)出可調(diào)的光脈沖信號，為弧光傳感器的檢測提供光源信號;
[0025]所述電弧光傳感器的光傳感應(yīng)接收端內(nèi)的感光物質(zhì)將光信號反射，并為光信號的傳遞提供光纖通道；
[0026]所述電弧光傳感檢測裝置用于光信號的接收、轉(zhuǎn)換、判據(jù)的計算以及弧光傳感器的運(yùn)行狀況判斷；
[0027]所述電弧光傳感檢測裝置包括光信號接收模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、計算模塊、判斷模塊；
[0028]所述光信號接收模塊用于接收傳遞的光模擬信號；
[0029]所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將光模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0030]所述計算模塊用于根據(jù)光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)果，計算出光信號判據(jù)；
[0031]所述判斷模塊用于根據(jù)計算模塊的結(jié)果，判斷弧光傳感器是否為正常運(yùn)行狀態(tài)，如果光信號判據(jù)大于預(yù)設(shè)的光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)則認(rèn)為弧光傳感器正常運(yùn)行；如果光信號判據(jù)小于預(yù)設(shè)的光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)，則認(rèn)為弧光傳感器發(fā)生故障。
[0032]上述方案中:所述的光源觸發(fā)裝置通過光纖耦合于光傳感器接收端處，并持續(xù)發(fā)出可調(diào)的光脈沖信號。
[0033]上述方案中:所述的可調(diào)的光脈沖信號的調(diào)節(jié)內(nèi)容為光脈沖的光學(xué)特性，包括但不限于強(qiáng)度、頻率、脈寬。
[0034]上述方案中:所述的利用光傳感器接收端中的感光物質(zhì)將光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號進(jìn)行反射，并通過弧光傳感器的光纖通道傳遞到檢測裝置之中。
[0035]上述方案中:檢測裝置將所接收到的光模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)包括光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)及脈寬參數(shù)進(jìn)行比較，用于實時監(jiān)測弧光傳感器的運(yùn)行狀況。
[0036]上述方案中:所述的預(yù)設(shè)光脈沖強(qiáng)度參數(shù)、頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)依據(jù)于光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光脈沖信號的信號特性得出:
[0037]其中，光脈沖頻率參數(shù)和脈寬參數(shù)是根據(jù)光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號的脈沖頻率和寬度確定；光脈沖強(qiáng)度參數(shù)根據(jù)如下公式可得:
[0038]Eset = k QXk1Xe
[0039]其中，各符號的含義如下:
[0040]Esrt是光強(qiáng)參數(shù)；
[0041]kQ是可靠系數(shù)，整定范圍為0.6?0.9 ;
[0042]匕是光信號傳輸衰減系數(shù)，整定范圍為0.5?I ;
[0043]e是光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號強(qiáng)度。
[0044]上述方案中:所述的光強(qiáng)度的比較方法采用光強(qiáng)增量法，即利用光脈沖產(chǎn)生的基于環(huán)境光的突增量與光脈沖強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行比較，這樣可以排除弧光傳感器所處的環(huán)境光對于檢測的干擾。
[0045]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明用于在線監(jiān)測弧光傳感器的運(yùn)行狀況，其可以快速、準(zhǔn)確地檢測出弧光傳感器的運(yùn)行狀況，便于及時更換故障弧光傳感器，防止弧光保護(hù)裝置因為弧光傳感器的故障而發(fā)生拒動。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發(fā)明中所涉及的弧光傳感器在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，a-光源觸發(fā)裝置；b_弧光傳感器的光傳感器接收端；c-弧光傳感器的光纖通道；d_檢測裝置。
[0047]圖2是本發(fā)明實施例的檢測裝置邏輯圖；圖中，e_光脈沖強(qiáng)度判據(jù)，f_光脈沖頻率判據(jù)，g-光脈沖脈寬判據(jù)，h- “與”門操作邏輯，1-定時限延時邏輯，j-弧光傳感器狀況信號。
[0048]圖3是本發(fā)明實施例的檢測裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0049]以下結(jié)合附圖1，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0050]本發(fā)明提供一種弧光傳感器的在線檢測方法，包括如下步驟:
[0051](I)在弧光傳感器的光傳感器接收端處耦合光源觸發(fā)裝置，光源觸發(fā)裝置發(fā)出光信號;
[0052](2)利用光傳感器接收端中的感光物質(zhì)將光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號進(jìn)行反射，并通過光纖通道將反射出的光信號傳遞到檢測裝置之中；
[0053](3)檢測裝置將接受到的光模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行比較，以判斷弧光傳感器的運(yùn)行狀況。
[0054]以下詳細(xì)介紹光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號。光源觸發(fā)裝置所發(fā)出的光信號為可調(diào)的光脈沖信號，即具有光學(xué)特性調(diào)節(jié)功能的脈沖光源，其可以根據(jù)弧光傳感器的光纖通道長度等因素對光脈沖的強(qiáng)度、頻率以及寬度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于背景光以及弧光均為連續(xù)光信號或強(qiáng)光信號，因此選擇強(qiáng)度可調(diào)的光脈沖信號作為檢測光，使得檢測光可以不受背景光影響，同時也不會影響電力系統(tǒng)故障時產(chǎn)生的弧光信號。
[0055]上述方案中傳遞光信號的光纖通道應(yīng)與弧光傳感器的光纖通道共用，這樣才能既監(jiān)測弧光傳感器接收端的狀況，又可以同時對弧光傳感器的光纖通道的好壞進(jìn)行檢測；
[0056]上述方案中預(yù)設(shè)的光學(xué)特性參數(shù)應(yīng)依據(jù)光源觸發(fā)器所發(fā)出光信號的光學(xué)特性進(jìn)行計算整定。需要注意的是，圖2給出的【具體實施方式】是較優(yōu)的實施例，其中，光脈沖強(qiáng)度、頻率以及脈寬判據(jù)可以同時作用，也可以選擇性作用；延時邏輯可以去掉，直接發(fā)出弧光傳感器運(yùn)行狀況信號。
[0057]上述方案中的檢測裝置可以是獨(dú)立的弧光傳感器檢測裝置，通過硬節(jié)點(diǎn)、通訊、顯示等多種方式反映出弧光傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，也可以作為保