基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備，由光學(xué)電場傳感器、高壓導(dǎo)線、超低頻電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號傳輸線、局放信號傳輸線、局部放電測試儀器、高壓測量信號傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號傳輸線、試品構(gòu)成。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明著重解決了戶外電纜設(shè)備離線測試工作中高壓測量裝置笨重及獲取主網(wǎng)電壓同步信號的難題，填補(bǔ)獲取真實(shí)同步電壓信號的空白。2.本發(fā)明在滿足功能需求的基礎(chǔ)上，具有結(jié)構(gòu)簡單堅固，重量輕、體積小、操作方便。
【專利說明】 基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備電氣性能測試的工作領(lǐng)域。具體是基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上，用于電纜局放的檢測方法主要有聲發(fā)射法和電磁耦合法。聲發(fā)射法使用的傳感器為超聲傳感器，但其頻率范圍較低，無法滿足高頻局放信號的測量的需求。電磁耦合法使用的傳感器可以分成電容型、電感型、高頻型等傳感器。電容型帶狀傳感器的檢測靈敏度受到安裝環(huán)境的制約，同時還需要和外屏蔽層保持足夠距離以保證能夠檢測到信號；高頻電流傳感器僅適用于電纜外屏蔽層有接地線的情況；電感型帶狀傳感器靈敏度較低。電纜局放測試施加的試驗(yàn)電壓主要通過電阻型、電容型、阻容型等分壓器測量。這類分壓器體積大，笨重、不易攜帶，給現(xiàn)場試驗(yàn)帶來諸多不便。目前在電纜局放測試中幾乎無法獲取到真實(shí)的電壓同步信號，往往采用通過電流互感器取的電流信號后，再根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相位換算法而得。由于在現(xiàn)場測試中，線路的參數(shù)隨電壓等級、電纜長度、架空線長度、線路空間位置、線路負(fù)荷等的影響，會出現(xiàn)較大不同，因此，電壓與電流的相位差也會出現(xiàn)變化，如果僅僅通過一定的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相位換算，那么不但不能得到準(zhǔn)確的電壓同步信號，還可能因?yàn)榫址判盘柵c同步信號之間的圖譜相位關(guān)系錯誤而造成誤判斷。
[0003]本產(chǎn)品的出現(xiàn)，則彌補(bǔ)了以上不足。光學(xué)電場傳感器與帶電體之間采用非接觸式測量的方式，不受安裝環(huán)境的影響，安全簡單，頻率范圍廣，響應(yīng)頻率快，靈敏度高；通過光學(xué)電場傳感器可準(zhǔn)確測量出試驗(yàn)電壓的大小并及時反饋給調(diào)壓控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制產(chǎn)品輸出試驗(yàn)所需的電壓，取代了通過笨重的分壓器進(jìn)行直接測量的方式，提高了現(xiàn)場工作效率；通過光學(xué)電場傳感器同時獲得電纜局部放電信號與實(shí)時電壓同步信號，不會出現(xiàn)相位偏差，從而形成正確的關(guān)系圖譜，有助于準(zhǔn)確判斷出電纜內(nèi)部是否存在局部放電信號及成因，避免了因相位關(guān)系而導(dǎo)致的誤診或漏診，提高了現(xiàn)場測試效率和準(zhǔn)確度，提高了電纜設(shè)備的供電可靠性。
[0004]目前本行業(yè)暫無同類裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備由光學(xué)電場傳感器、高壓導(dǎo)線、超低頻電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號傳輸線、局放信號傳輸線、局部放電測試儀器、高壓測量信號傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號傳輸線、試品構(gòu)成。
[0008]所述光學(xué)電場傳感器能滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場的變化，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線的周圍，通過高壓光纖與光電轉(zhuǎn)化及輸出器連接，形成檢測的光回路。
[0009]所述高壓光纖，內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號通道，僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器，另一端連接到光學(xué)電場傳感器，聯(lián)通兩者間的光路。
[0010]所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器，內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號輸出接口部件，其與高壓光纖連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-光學(xué)電場傳感器-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路。它的作用是產(chǎn)生原始的光信號，通過分析原始光信號經(jīng)過光學(xué)電場傳感器后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號。光電轉(zhuǎn)化及輸出器最后將電壓波形信號通過同步信號傳輸線和局放電壓信號傳輸線同時輸出，供局部放電測試儀器測量使用。光電轉(zhuǎn)化及輸出器根據(jù)接收到的光電傳感器信號，通過計算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個電源電壓的反饋信號。該信號通過高壓測量信號傳輸線輸出到調(diào)壓控制裝置，進(jìn)而通過調(diào)壓信號傳輸線調(diào)節(jié)超低頻電源的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.本發(fā)明光學(xué)電場傳感器與帶電體之間采用非接觸式測量的方式，不受安裝環(huán)境的影響、安全簡單、頻率范圍廣、靈敏度高、波形響應(yīng)頻率快、由于超低頻試驗(yàn)電源的頻率為
0.01?1Hz，而本發(fā)明設(shè)備的光學(xué)理論采樣率為3GHz，因此完全能滿足測試頻率要求。
[0013]2.本發(fā)明通過光學(xué)電場傳感器可準(zhǔn)確測量出試驗(yàn)電壓的大小并及時反饋給調(diào)壓控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制產(chǎn)品輸出試驗(yàn)所需的電壓，取代了通過笨重的分壓器進(jìn)行直接測量的方式，提高了現(xiàn)場工作效率。
[0014]3.本發(fā)明通過光學(xué)電場傳感器同時獲得電纜局部放電信號與實(shí)時電壓同步信號，不會出現(xiàn)相位偏差，從而形成正確的關(guān)系圖譜，有助于準(zhǔn)確判斷出電纜內(nèi)部是否存在局部放電信號及成因，避免了因相位關(guān)系而導(dǎo)致的誤診或漏診，提高了現(xiàn)場測試效率和準(zhǔn)確度，提高了電纜設(shè)備的供電可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，光學(xué)電場傳感器1、高壓導(dǎo)線2、超低頻電源3、高壓光纖4、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、同步信號傳輸線6、局放信號傳輸線7、局部放電測試儀器8、高壓測量信號傳輸線9、調(diào)壓控制裝置10、調(diào)壓信號傳輸線11、試品12。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]本發(fā)明基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖1所示，裝置由光學(xué)電場傳感器1、高壓導(dǎo)線2、超低頻電源3、高壓光纖4、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、同步信號傳輸線6、局放信號傳輸線7、局部放電測試儀器8、高壓測量信號傳輸線9、調(diào)壓控制裝置10、調(diào)壓信號傳輸線11、試品12構(gòu)成。
[0019]所述光學(xué)電場傳感器I可以滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場的變化，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線2的周圍，通過高壓光纖4與光電轉(zhuǎn)化及輸出器5連接，形成檢測的光回路。[0020]所述高壓光纖4,內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號通道,僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器5，另一端連接到光學(xué)電場傳感器1，聯(lián)通兩者間的光路。
[0021]所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器5,內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號輸出接口部件，其與高壓光纖4連接,形成光源-起偏器-高壓光纖4輸入通道-光學(xué)電場傳感器1-高壓光纖4輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路。它的作用是產(chǎn)生原始的光信號，通過分析原始光信號經(jīng)過光學(xué)電場傳感器I后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5最后將電壓波形信號通過同步信號傳輸線6和局放電壓信號傳輸線7同時輸出，供局部放電測試儀器8測量使用。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5根據(jù)接收到的光電傳感器信號，通過計算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個電源電壓的反饋信號。該信號通過高壓測量信號傳輸線9輸出到調(diào)壓控制裝置10，進(jìn)而通過調(diào)壓信號傳輸線11調(diào)節(jié)超低頻電源3的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
[0022]本發(fā)明實(shí)施時:
[0023]1.在進(jìn)行電力電纜等電力設(shè)備的局部放電離線測試時，使用本發(fā)明設(shè)備進(jìn)行分析，能直觀的通過測試電纜局放信號和同步信號獲得準(zhǔn)確的關(guān)系譜圖，定位局部放電事件與電壓相位關(guān)系，確定局部放電譜圖的放電性質(zhì)，增加判斷的準(zhǔn)確性和提高現(xiàn)場工作效率。
[0024]2.在進(jìn)行各種電力設(shè)備局部放電離線高電壓測試時，使用本發(fā)明設(shè)備，將光學(xué)電場傳感器放置到高壓設(shè)備附近，能第一時間采集設(shè)備的電壓波形信息，且不會造成局部放電和空間電場畸變等干擾，確保了電氣測試的準(zhǔn)確性和可信度。
[0025]本發(fā)明具體實(shí)施如下:
[0026]在進(jìn)行電力電纜等電力設(shè)備的局部放電測試工作時，需要提取電纜等設(shè)備高壓端電壓波形信號時，只需要將光學(xué)電場傳感器I固定高壓導(dǎo)線2周圍，并使用高壓光纖4將光學(xué)電場傳感器1、光電轉(zhuǎn)化及輸出器5連接起來,使用同步信號傳輸線6和局放信號傳輸線7將光電轉(zhuǎn)化及輸出器5、局部放電測試儀器8連接起來。光學(xué)電場傳感器I非接觸式的固定在高壓導(dǎo)線2周圍，光電轉(zhuǎn)化及輸出器5則即能通過光電轉(zhuǎn)換，感應(yīng)到由電壓變化引起的空間電場幅值的變化，進(jìn)而將電壓波形進(jìn)行還原，通過同步信號傳輸線6和局放信號傳輸線7輸出到的局部放電測試儀器5的，即能完成局放測試工作。光電轉(zhuǎn)化及輸出器5根據(jù)接收到的光電傳感器信號，通過計算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個電源電壓的反饋信號。該信號通過高壓測量信號傳輸線9輸出到調(diào)壓控制裝置10，進(jìn)而通過調(diào)壓信號傳輸線11調(diào)節(jié)超低頻電源3的輸出電壓，使電源輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
【權(quán)利要求】
1.基于光學(xué)電場傳感器的超低頻電纜局部放電測試設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備由光學(xué)電場傳感器、高壓導(dǎo)線、超低頻電源、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器、同步信號傳輸線、局放信號傳輸線、局部放電測試儀器、高壓測量信號傳輸線、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓信號傳輸線、試品構(gòu)成； 所述光學(xué)電場傳感器能滿足在高電壓環(huán)境下的光學(xué)檢測工作性能要求，以光偏轉(zhuǎn)的情況反映高壓電場的變化，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在高壓導(dǎo)線的周圍，通過高壓光纖與光電轉(zhuǎn)化及輸出器連接，形成檢測的光回路； 所述高壓光纖，內(nèi)含光輸入和光輸出的光信號通道，僅作為光路傳輸通道用，其一端連接到光電轉(zhuǎn)化及輸出器，另一端連接到光學(xué)電場傳感器，聯(lián)通兩者間的光路； 所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器，內(nèi)含有電源、光源、起偏器、檢偏器、光電轉(zhuǎn)換器、電信號輸出接口部件，其與高壓光纖連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-光學(xué)電場傳感器-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學(xué)回路，它的作用是產(chǎn)生原始的光信號，通過分析原始光信號經(jīng)過光學(xué)電場傳感器后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應(yīng)的電壓波形信號，光電轉(zhuǎn)化及輸出器最后將電壓波形信號通過同步信號傳輸線和局放電壓信號傳輸線同時輸出，供局部放電測試儀器測量使用，光電轉(zhuǎn)化及輸出器根據(jù)接收到的光電傳感器信號，通過計算得出試驗(yàn)電源電壓的實(shí)際大小，并產(chǎn)生一個電源電壓的反饋信號，該信號通過高壓測量信號傳輸線輸出到調(diào)壓控制裝置，進(jìn)而通過調(diào)壓信號傳輸線調(diào)節(jié)超低頻電源的輸出電壓，使輸出電壓達(dá)到試驗(yàn)要求。
【文檔編號】G01R31/12GK103809090SQ201410055859
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】劉聰漢, 陳智勇, 韋魏, 鄧雨榮, 趙堅, 李恒燦 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院