一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了属于电力检测技术领域的一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置。本光信号聚集装置由两个以上的凸透镜与荧光光纤构成，凸透镜的主光轴分别指向GIS的不同方位与荧光光纤，凸透镜与荧光光纤之间的距离等于凸透镜的焦距。该光信号的远距离聚集方法是在GIS手孔中安装光信号聚集装置；通过安装在GIS手孔中的聚集装置对发生在不同方位的局部放电信号的光信号进行汇聚，并将这些光信号汇聚到聚集装置中心的荧光光纤上，然后通过光纤将光信号输送给光电倍增管，光电倍增管将光信号转化为电信号，最后利用信号采集器采集电信号；从而实现GIS中局部放电光信号的高灵敏度测量；能为GIS设备安全可靠运行提供有力保障。保障。保障。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置


[0001]本专利技术属于电力检测
，特别涉及一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置。

技术介绍

[0002]气体绝缘开关设备(GasInsulated Switchgear，以下简称GIS)是变电站内一种十分重要的电气设备。该设备集成了断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、母线等部件，具有占地面积小、外绝缘特性好等优点。该设备在电力系统中得到了广泛应用，是变电站内的主要设备之一。然而，在GIS生产、运输、安装和维修过程中，不可避免的存在裂缝、金属毛刺和散落的金属杂质等缺陷。随着GIS长期运行，这些缺陷导致绝缘子表面局部场强高于绝缘介质本身的临界场强，并诱发了局部放电现象，绝缘子表面的局部放电缺陷必将会发展成为沿面闪络故障。因此，GIS绝缘子表面的局部放电缺陷严重威胁着GIS设备的安全可靠运行。为此，局部放电带电检测成为GIS运维工作的重中之重。
[0003]现有的局部放电带电检测方法有：超声波法、特高频法、光学检测方法等。在GIS绝缘子局部放电发生过程中产生会伴随声、电、光等多种物理现象，各种局部放电检测方法都是通过检测这些反映放电现象的物理量发展起来的。超声波法仅适合于检测位于GIS金属壳体内表面的微粒跳动与局部放电缺陷，对绝缘子表面或高压导体附近的局部放电缺陷的检测灵敏度极低。特高频法对GIS中的金属尖端、悬浮放电、微粒放电等缺陷具有较高的灵敏度。但是，对于GIS绝缘子表面的局部放电缺陷，由于其脉冲电流上升沿时间长、频率较低，利用特高频方法对其检测灵敏度极低。实验室研究表明，光学检测方法GIS局部放电具有较高的灵敏度，目前有学者采用光电倍增管、或荧光光纤+光电倍增管探测GIS局部放电。在带电检测中，光电倍增管无法内置在GIS设备设备内部。西安交通大学等单位利用布置在特高频传感器表面的荧光光纤搜集局部放电光信号。在此方法中，GIS内部的荧光光纤呈现平面布置方式，且荧光光纤长度达到1米以上，这时的荧光光纤对位于GIS两端的局部放电搜集的光信号极其微弱，荧光光纤对光信号的传播衰减也极为严重，这极大限制了光学检测方法的灵敏度。为了提高对GIS中绝缘子表面局部放电的检测灵敏度，本专利提出一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置，其特征在于，所述GIS局部放电光信号的远距离聚集方法是在GIS手孔中安装光信号聚集装置；通过安装在GIS手孔中的聚集装置对发生在不同方位的局部放电信号的光信号进行汇聚，并将这些光信号汇聚到聚集装置中心的荧光光纤上，然后通过光纤将光信号输送给光电倍增管，再利用光电倍增管将光信号转化为电信号，最后利用信号采集器采集电信号；
[0005]所述在光信号聚集装置中，通过设置全向感光镜面，增大接收面积，降低光纤损耗，从而实现局部放电光信号的高灵敏度检测；由此为GIS设备安全可靠运行提供有力保
障。
[0006]所述GIS局部放电光信号的远距离聚集装置，其特征在于，该光信号聚集装置包括两个以上凸透镜、一根荧光光纤位于聚集装置的中心位置，凸透镜环绕荧光光纤布置；每个凸透镜设置在局部放电发生部位与荧光光纤之间，凸透镜的主光轴分别经过局部放电发生部位与荧光光纤，使到达凸透镜表面的光信号全部汇集到荧光光纤上。
[0007]所述每个凸透镜设置在局部放电发生部位与荧光光纤之间的位置与主光轴位置不同，不同位置GIS局部放电的光信号经过相应的凸透镜后将分别汇聚到达荧光光纤的不同高度位置，汇聚高度取决于凸透镜主光轴与荧光光纤的交点。
[0008]所述聚集装置安装在GIS手孔中深度不超过手孔与GIS外壳的交界面，从而能保证GIS设备与聚集装置的安全可靠性。
[0009]所述荧光光纤的长度小于手孔的高度，其手孔高度为150mm，因此降低光信号的传播衰减，从而保证局部放电检测灵敏度。
[0010]所述荧光光纤的长度为100mm，外径为3mm；荧光光纤内部的荧光物质为AlexaFluor 305Dye。
[0011]本专利技术的有益效果：本专利技术通过增大接收面积，降低光信号传输损耗，从而实现GIS局部放电光信号的高灵敏度检测。应用本专利技术能为GIS设备安全可靠运行提供有力保障。
附图说明
[0012]图1是GIS局部放电光信号的远距离聚集装置总体示意图。
[0013]图中：1
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光信号聚集装置，2
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光信号采集装置，3
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荧光光纤，4
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GIS外壳，5
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GIS高压导体，6
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GIS绝缘子，71～75
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GIS局部放电的典型发生部位
[0014]图2是局部放电光信号聚集装置示意图。
[0015]图中：第一凸透镜11(面向图1中72部位)，第二凸透镜12(面向图1中71部位)，第三凸透镜13(面向图1中73部位)，第四凸透镜14(面向图1中74部位)，第五凸透镜15(面向图1中75部位)，3
‑
荧光光纤，17
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第一光纤密封法兰，18
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手孔，19
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GIS法兰
[0016]图3是局部放电光信号的采集装置示意图。
[0017]图中：21
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第二光纤密封法兰，22
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光电倍增管，23
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电源，24
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信号采集器，25
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信号电缆，26
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电源线缆，27
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光电倍增管密闭盒，28
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光信号采集装置封装箱
具体实施方式
[0018]本专利技术提供一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法与装置，下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0019]所述GIS局部放电光信号的远距离聚集方法是在GIS手孔中安装光信号聚集装置；通过安装在GIS手孔中的聚集装置对发生在不同方位的局部放电信号的光信号进行汇聚，并将这些光信号汇聚到聚集装置中心的荧光光纤上，然后通过光纤将光信号输送给光电倍增管，再利用光电倍增管将光信号转化为电信号，最后利用信号采集器采集电信号；
[0020]图1所示是GIS局部放电光信号的远距离聚集装置总体示意图。
[0021]光信号聚集装置1安装在GIS绝缘子6的GIS外壳4的中心；荧光光纤3垂直固定在光
信号聚集装置1中心，光信号采集装置2与荧光光纤3的上端连接；在GIS绝缘子的上下GIS外壳4之间固定GIS高压导体5，标号71～75为GIS局部放电的典型发生部位，5个凸透镜环绕荧光光纤布置，每个凸透镜设置在局部放电发生部位与荧光光纤之间，凸透镜的主光轴分别经过局部放电发生部位与荧光光纤，使到达凸透镜表面的光信号全部汇集到荧光光纤上。
[0022]图2所示为GIS局部放电光信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS局部放电光信号的远距离聚集方法，其特征在于，所述GIS局部放电光信号的远距离聚集方法是在GIS手孔中安装光信号聚集装置；通过安装在GIS手孔中的聚集装置对发生在不同方位的局部放电信号的光信号进行汇聚，并将这些光信号汇聚到聚集装置中心的荧光光纤上，然后通过光纤将光信号输送给光电倍增管，再利用光电倍增管将光信号转化为电信号，最后利用信号采集器采集电信号。2.根据权利要求1所述GIS局部放电光信号的远距离聚集方法，其特征在于，所述在光信号聚集装置中，通过设置全向感光镜面，增大接收面积，降低光纤损耗，从而实现局部放电光信号的高灵敏度检测；由此为GIS设备安全可靠运行提供有力保障。3.一种权利要求1所述GIS局部放电光信号的远距离聚集装置，其特征在于，该光信号聚集装置包括两个以上凸透镜、一根荧光光纤位于聚集装置的中心位置，凸透镜环绕荧光光纤布置；每个凸透镜设置在局部放电发生部位与荧光光纤之间，凸透镜的主光轴分别经过局部放电发生部位与荧光光纤，使到达凸透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹祖冰，周渊，李伟，刘瑞阔，齐波，唐志国，郑书生，张连根，李乐颖，任原超，
申请(专利权)人：华北电力大学北京华电智成电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：