一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種強(qiáng)光測量裝置，具體地說，涉及一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓輸電系統(tǒng)中，若絕緣子串中存在零值或低值絕緣子，相當(dāng)于絕緣子串有部分絕緣被短路，其整體爬電距離也相應(yīng)的減少了，該含有劣化絕緣子的絕緣子串的閃絡(luò)概率將會大大增加。當(dāng)發(fā)生閃絡(luò)時電弧可能會從零值絕緣子的內(nèi)部通過，其鋼帽經(jīng)常會炸裂或脫開而出現(xiàn)掉串和導(dǎo)線落地等嚴(yán)重事故。
[0003]目前，由于智能電網(wǎng)的大力建設(shè)和發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行已經(jīng)受到了前所未有的關(guān)注。大量絕緣子被應(yīng)用于輸配電系統(tǒng)中，特別是近年來大力發(fā)展的超高壓、特高壓交、直流輸電系統(tǒng)中，絕緣子的安全運行問題更是直接影響了整個輸電系統(tǒng)的安全可靠性。劣化絕緣子的存在將會對電力系統(tǒng)運行的安全可靠性帶來極大的威協(xié)，國內(nèi)電網(wǎng)中由于劣化絕緣子所造成的線路閃絡(luò)事故時常發(fā)生，已給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失。
[0004]目前認(rèn)為，引起絕緣子劣化主要有3個原因:制造工藝控制不當(dāng)；內(nèi)部缺陷使材料變脆；運行環(huán)境變化的影響。
[0005]在制造工程中，由于工藝和配方的問題，容易在陶瓷內(nèi)部形成微裂紋、吸濕性氣孔，并造成內(nèi)部應(yīng)力不均衡，存在局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，遇到外部環(huán)境變化時，會出現(xiàn)各部分漲縮不均勻、微裂紋加大、局部老化等現(xiàn)象，故絕緣子本身存在自然劣化過程。
[0006]在實際運行中，由于絕緣子內(nèi)部材料具有不同的膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱能力，在遇到熱脹冷縮、外部強(qiáng)應(yīng)力或強(qiáng)電場時，其某些位置將形成局部強(qiáng)應(yīng)力和強(qiáng)電場。當(dāng)局部的強(qiáng)應(yīng)力和強(qiáng)電場出現(xiàn)在絕緣子的頭部、受傷部位、污穢帶時，該處會出現(xiàn)噪聲、放電、發(fā)光、化學(xué)變化等特征。熱、化學(xué)反應(yīng)以及局部電場強(qiáng)度的變化都會加速絕緣老化。故絕緣子隨運行環(huán)境變化可能會逐漸劣化。
[0007]在長期運行中，絕緣子承受系統(tǒng)電壓和各種暫態(tài)過電壓的同時，還要長期承受機(jī)械負(fù)荷的作用。電壓的幅值及其頻率變化會使絕緣劣化老化，同一噸位的絕緣子承受機(jī)械負(fù)荷愈大，劣化率愈高。統(tǒng)計在各電壓等級下的線路上運行的絕緣子，耐張串的劣化率明顯高于直線串就是例證。同時，用于V型串的絕緣子，也由于受到機(jī)械振動較大，其劣化率往往高于直線串。此外，絕緣子在運輸、施工過程中，如果沒有妥善的措施，受到外力的沖擊較大，也會造成劣化率增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型提供一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，采用先進(jìn)的光纖電場傳感技術(shù)，在高壓環(huán)境下不受電磁場干擾，且不用接觸到絕緣子金具端的方式，通過光纖電場傳感器探頭感應(yīng)在線絕緣子表面的場強(qiáng)并進(jìn)行相關(guān)信息處理輸出，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器對測量結(jié)果進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由AT89C52單片機(jī)對該數(shù)字量進(jìn)行處理，通過輸出高低電平對各個引腳所連接的液晶顯示屏、蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)行控制，最后在液晶顯示器LCD上對檢測結(jié)果進(jìn)行顯示，即可以顯示適時的在線絕緣子表面場強(qiáng)測量值，并且能夠通過蜂鳴器和發(fā)光二極管對超出測量范圍時進(jìn)行聲、光報警，實現(xiàn)測量、顯示和聲光報警的功能，初步可達(dá)到直觀、便捷、靈敏的測量和顯示效果。其技術(shù)方案如下:
[0009]—種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，由光纖電場傳感器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、液晶顯示裝置、蜂鳴器和發(fā)光二極管連接而成的。
[0010]優(yōu)選地，所述光纖電場傳感器由耦合器、隔離器、光電轉(zhuǎn)換器、差分放大器、處理電路、干涉儀連接而成。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，所述干涉儀設(shè)有兩個干涉臂分別為信號臂和參考臂。
[0012]本實用新型的有益效果:
[0013]本實用新型采用先進(jìn)的光纖電場傳感技術(shù)，在高壓環(huán)境下不受電磁場干擾，且不用接觸到絕緣子金具端的方式，通過光纖電場傳感器探頭感應(yīng)在線絕緣子表面的場強(qiáng)并進(jìn)行相關(guān)信息處理輸出，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器對測量結(jié)果進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由AT89C52單片機(jī)對該數(shù)字量進(jìn)行處理，通過輸出高低電平對各個引腳所連接的液晶顯示屏、蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)行控制，最后在液晶顯示器LCD上對檢測結(jié)果進(jìn)行顯示，即可以顯示適時的在線絕緣子表面場強(qiáng)測量值，并且能夠通過蜂鳴器和發(fā)光二極管對超出測量范圍時進(jìn)行聲、光報警，實現(xiàn)測量、顯示和聲光報警的功能，初步可達(dá)到直觀、便捷、靈敏的測量和顯示效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為光纖電場傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0017]參照圖1，一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，由光纖電場傳感器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、液晶顯示裝置、蜂鳴器和發(fā)光二極管連接而成的。
[0018]如圖2所示，所述光纖電場傳感器結(jié)構(gòu)中，由耦合器、隔離器、光電轉(zhuǎn)換器、差分放大器、處理電路、干涉儀連接而成。所述干涉儀設(shè)有兩個干涉臂分別為信號臂和參考臂。信號臂采用一定的方式與電致伸縮材料相結(jié)合，一般采用粘貼或纏繞等方式。當(dāng)激勵電場作用于電致伸縮材料時，材料就會發(fā)生應(yīng)變，從而帶動信號臂光纖應(yīng)變，產(chǎn)生光相位延遲。參考臂光纖繞貼在壓電陶瓷(PZT)上，其主要作用是采用正交反饋電路來控制系統(tǒng)工作點在最靈敏狀態(tài)，并克服外界環(huán)境的溫度、振動等干擾因素，解決工作點漂移的問題。光的傳播方向是從光源出發(fā)分兩路經(jīng)過兩條臂后分別經(jīng)一個45°法拉第旋鏡(FRM)反射之后，沿原路返回并經(jīng)過耦合器產(chǎn)生兩路干涉輸出，同時經(jīng)過隔離器進(jìn)行干擾光信號隔離，下一步經(jīng)過光電信號轉(zhuǎn)換模塊將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過差分放大和處理電路輸出，最后將信號臂形變造成的光相位上的差異轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度上的差異從而測得待測電場的大小。利用光學(xué)電場傳感器不僅能克服現(xiàn)有電子類電場檢測設(shè)備會引起電場的嚴(yán)重畸變的弊端，更能夠在不受環(huán)境溫濕度影響的情況下準(zhǔn)確檢測出運行絕緣子串電場分布數(shù)據(jù)，為研宄運行狀態(tài)下各種絕緣子的劣化程度，提供一種全新的、有效的技術(shù)手段。利用光學(xué)電場傳感器不僅能克服現(xiàn)有電子類電場檢測設(shè)備會引起電場的嚴(yán)重畸變的弊端，更能夠在不受環(huán)境溫濕度影響的情況下準(zhǔn)確檢測出運行絕緣子串電場分布數(shù)據(jù)，為研宄運行狀態(tài)下各種絕緣子的劣化程度，提供一種全新的、有效的技術(shù)手段。
[0019]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，本實用新型的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，其特征在于:由光纖電場傳感器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、液晶顯示裝置、蜂鳴器和發(fā)光二極管連接而成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，其特征在于:所述光纖電場傳感器由耦合器、隔離器、光電轉(zhuǎn)換器、差分放大器、處理電路、干涉儀連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，其特征在于:所述干涉儀設(shè)有兩個干涉臂分別為信號臂和參考臂。
【專利摘要】本實用新型公開了一種非接觸式絕緣子表面場強(qiáng)光測量裝置，由光纖電場傳感器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、液晶顯示裝置、蜂鳴器和發(fā)光二極管依次連接而成的。本實用新型可達(dá)到直觀、便捷、靈敏的測量和顯示效果。
【IPC分類】G01R29-14
【公開號】CN204422663
【申請?zhí)枴緾N201420777170
【發(fā)明人】黃悅?cè)A, 黎蓉, 程江洲
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月10日