基于发光二极管的绝缘子泄漏电流光纤传感器系统
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201010538230.5
申 请 日：20101110
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20120627
公 开 号：CN102012451B
代 理 人：胡正顺
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：一种基于发光二极管的绝缘子泄漏电流光纤传感器系统，属于电气设备污闪在线监测技术领域。本发明包括固定支架、传感器探头、光纤、光电转换器、信号调制器、数据采集卡和计算机等。其特征：传感器探头以泄漏电流作为LED的发光驱动而发出光信号，继而通过光纤传输至光电转换器转化为电信号，再依次经过信号调制器和数据采集卡输送至计算机分析。本发明能选择性的对泄漏电流的不同半波独立的进行实时监测，具有抗干扰能力强，灵敏度高，测量泄漏电流的精度高，安全性好，安装和拆卸方便，便于推广应用的特点。本发明可广泛用于新建和已投入运行的变电站及架空输电线路的高压交流输电线路中。
主 权 项：一种基于发光二极管的绝缘子泄漏电流光纤传感器系统，主要包括固定支架、传感器探头(1)、光纤(2)、光电转换器(4)、信号调制器(6)、数据采集卡(7)和计算机(8)；所述的固定支架为由两个开口圆环(9)和一个探头支架构成的开口钳形支架，所述的两个开口圆环(9)的材质为黄铜，每个开口圆环(9)由两个半圆环咬合而成，所述的每个开口圆环(9)的内径为75MM～82MM、外径为85MM～92MM、厚度为10MM～15MM，两个开口圆环(9)分别夹持在架空线路杆塔(22)上被测绝缘子串(23)的相邻绝缘子的钢帽上，在所述的每个开口圆环(9)的半圆环开口处和中间分别设置螺孔，分别通过螺栓和螺钉将开口圆环(9)固定连接在被监测绝缘子串(23)的相邻绝缘子的钢帽上，在每个半圆环开口处用第一螺栓(16)和螺孔将两个半圆环咬合套圈在钢帽上，在两个半圆环的中间分别通过螺钉(17)和螺孔将两个半圆环与被夹持绝缘子钢帽的接触，在每个开口圆环(9)的闭口端上分别设置螺孔，用第二螺栓将两个半圆环连接成闭口状，并调节开口圆环(9)的开度，所述的探头支架由两根长度为280MM～290MM的横臂(10)和一根长度为147MM～152MM的纵臂(11)构成，其材质为有机玻璃，两根横臂(10)和一根纵臂(11)均为空心臂，每根空心臂的横截面为长24MM～26MM、宽20MM～22MM的矩形，空心臂的内空心的截面为直径5.5MM～6.5MM的圆形，在每根空心臂的两端均设置有螺孔，两根空心横臂的一端通过第二螺栓(18)，分别与所述的两个开孔圆环9的闭口端固接，两根空心横臂(10)的另一端分别通过螺孔和第三螺栓(20)与纵臂(11)的两端固接，并保证所述的横臂(10)和纵臂(11)的空心能够形成贯通的空心通道(19)，用以放置引导泄漏电流的电缆，在所述的纵臂(11)的外侧中部，通过螺钉固接有传感器探头(1)，所述的两根电缆的一端分别与前述的铜质开口圆环(9)的闭口端连接，每根电缆的另一端分别穿过空心纵臂(11)中部的外侧壁，分别与传感器探头(1)的发光二极管LED两端相连；所述的传感器探头(1)由外壳、发光二极管LED和保护二极管D构成，所述的外壳的材质为不锈钢金属，外形为长方体，长度为30MM～34MM、宽度为24MM～26MM、高度为22MM～24MM、壁厚为1.5MM～2.5MM，在所述的外壳的底面上下边侧分别固接有带螺孔的连接耳(21)，分别通过螺钉和连接耳(21)将所述的传感器探头(1)固接在所述的探头支架的纵臂(11)的中部外侧面上，在所述的外壳的外表面均匀的装设一层厚度为0.1MM～1MM的环氧树脂，所述的外壳内部装设有反向并联的发光二极管LED和保护二极管D，两个并联点经用绝缘导线引出壳体并分别与所述的空心通道(19)中的两根电缆的一端连接，发光二极管LED将被测绝缘子串的泄漏电流信号转化为光信号，保护二极管D用以限制流过LED发光二极管的电流幅值，在所述外壳的顶面外侧，装设有穿过外壳安与光纤相连的光纤耦合器(12)，光纤耦合器(12)将传感器探头(1)中的发光二极管LED发出的光信号耦合进入光纤(2)，光纤(2)的另一端通过光纤耦合器与光电转换器(4)的输入端连接，用以将发光二极管LED发出的光信号传输到光电转换器(4)中；所述的光电装转换器(4)，主要由壳体、光电探测器(15)和电源(3)组成，所述的壳体为一不锈钢长方形壳体，其长度为39MM～40MM、宽度为24MM～26MM、高度为20MM～22MM、壁厚为1.5MM～2.5MM，所述的光电探测器(15)装设在所述的壳体内，光电探测器的电源端通过设置在所述壳体上壁的电缆接头(13)与直流12V电源相连接，光电探测器(15)的输入端通过固定在所述壳体左壁的光纤耦合器与光纤(2)连接，用于接收从光纤(2)传输来的由传感器探头(1)发出的光信号，所述的光电探测器(15)将由光纤(2)传输而来的光信号转换为电信号后，通过固接于所述壳体右壁的信号电缆接口(14)将信号传送进信号电缆(5)，进而通过信号电缆(5)连接信号调制器(6)的输入端，从而将电信号传输至信号调制器(6)进行处理；所述的信号调制器(6)的输入端通过信号电缆(5)与所述的光电转换器(4)连接，其输出端通过电缆与数据采集卡(7)连接，信号调制器(6)将经过光电转换器(4)转化而来的电信号进行放大和滤波，继而传输给数据采集卡(7)；所述的数据采集卡(7)将从信号调制器(6)传来的电信号进行D/A转换，并经过USB端口输送至计算机(8)进行处理；所述的计算机(8)通过USB接口与数据采集卡(7)相连，将从数据采集卡(7)输送而来的数据进行存储和分析及显示。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：G01R19/00; G01R15/24; G01R15/22; G01R31/12