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一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测装置及方法


技术摘要:
本申请公开了一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测装置及方法,所述输电线路泄漏电流检测装置包括泄露电流直接引流模块、信号变换模块和信号处理模块;所述泄露电流直接引流模块,利用直接引流将待测泄露电流转化为直流电,并利用直流电驱动运动组件;所述信号变换模  全部
背景技术:
随着电网市场化进程的不断深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升, 电力行业正面临前所未有的挑战和机遇。建设可控、安全、可靠、环保、经济的智能型电网系 统正成为全球电力行业的共同目标。输电线路作为电力流、能源流的重要载体,输电线路的 安全性成为亟待解决的问题。 绝缘子串泄漏电流作为输电线路重要监测对象之一,对其进行的有效监测正受到 越来越多的关注和研究。 目前针对绝缘子串泄漏电流的监测主要依靠电子式测量和无线公网传输,容易出 现故障率高,可靠性不足,数据传输不安全、不稳定的情况。
技术实现要素:
为解决现有技术中的不足,本申请提供一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测 装置及方法。 为了实现上述目标,本申请的第一件发明采用如下技术方案: 一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测装置,用于对输电线路的泄漏电流进行 检测,其特征在于: 所述输电线路泄漏电流检测装置包括泄露电流直接引流模块、信号变换模块和信 号处理模块; 所述泄露电流直接引流模块,利用直接引流将待测泄露电流转化为直流电,并利 用直流电驱动运动组件; 所述信号变换模块,用于将泄露电流直接引流模块输出的运动组件运动转化为光 纤光栅形变,进而转化为光电信号; 所述信号处理模块,用于将信号变换模块输出的光电信号转化为实时泄露电流数 据。 本发明进一步包括以下优选方案: 所述泄露电流直接引流模块包括泄露电流采集子模块、交直流整流电路和运动组 件; 所述泄露电流采集子模块,用于对泄露电流直接采集; 所述交直流整流电路,用于将泄露电流采集子模块输出的交流电转换为直流电; 所述运动组件,用于利用交直流整流电路输出的直流电进行运动。 所述泄露电流采集子模块采用集流环,所述集流环固定在杆塔绝缘子末端,集流 环输出连接交直流整流电路。 4 CN 111551870 A 说 明 书 2/6 页 所述交直流整流电路采用二极管整流电路,所述二极管整流电路包括四个二极 管,其中四个二极管分两组,每组中两个二极管的导通方向一致,两组二极管并联,两组二 极管的连接点对外输出直流电,其中一组中两个二极管的连接点连接泄露电流采集子模块 的输出线,另一组中两个二极管的连接点接地。 所述运动组件采用压电陶瓷,压电陶瓷材料将交直流整流电路的输出电压转化为 压电陶瓷的伸缩。 所述信号变换模块包括光纤光栅和光纤光栅信息解调仪; 所述光纤光栅贴在压电陶瓷,压电陶瓷的形变转化为光纤光栅的形变。 所述信号变换模块的光纤光栅信息解调仪,用于提供宽带光谱,通过环形器由光 纤传输至光纤光栅处,并经过环路器接收由光纤光栅反射回来的特定波长的光,将光的信 息解调后发送给信号处理模块; 所述光纤光栅反射回来特定波长光的波长反应所测的压电陶瓷的应变和光纤光 栅所贴位置的温度。 所述信号处理模块用于接收信号变换模块发来的经过解调的波长信息,计算出泄 露电流值后通过显示装置反馈给用户,同时根据信号值选择启动报警装置。 本申请还公开了另一件发明,即基于上述的泄漏电流监测装置的泄漏电流监测方 法,用于对输电线路的泄漏电流进行检测,所述泄漏电流检测方法包括以下步骤: 步骤1:泄露电流直接引流模块将输电线路泄露电流值转换为直流电后驱动压电 陶瓷伸缩; 步骤2:信号变换模块利用光纤光栅将压电陶瓷的形变转换为特定波长的光信号, 并经过解调后发送给信号处理模块; 步骤3:信号处理模块将收到的解调后的光信号转换为漏电流值,显示给用户。 进一步地,步骤2所述的信号变换模块利用光纤光栅将压电陶瓷的形变转换为特 定波长的光信号,包括如下步骤: 步骤2.1:光纤光栅信息解调仪,提供宽带光谱,通过环形器由光纤传输至光纤光 栅处; 步骤2.2:传输至光纤处的宽带光谱由光纤光栅将特定波长的光反射回来,反射回 来的光经过环路器回到光纤光栅信息解调仪; 步骤2.3:光纤光栅信息解调仪解调发射回来的光。 本申请所达到的有益效果: 1.本申请可实现对输电线路的绝缘子泄漏电流的实时监测和/或预警; 2.本申请采用的光纤光栅不受强磁场影响,且质量小,灵敏度高、精确度高。通常 基于光纤光栅的传感器放置在野外杆塔上,基于光纤光栅的测量装置可以做到无源,不需 要供电。需要供电的设备在变电站端。实现了整个光纤无源式绝缘子串泄漏电流不受电磁 干扰、不需要供电,且可靠性高。通过本发明实施例给出的方案,能够实时地得到泄漏电流 的大小,简单快捷方便,成本低,具有非常好的效果。 附图说明 图1是本申请一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测装置的结构框图; 5 CN 111551870 A 说 明 书 3/6 页 图2是本申请一种基于光纤光栅的绝缘子泄露电流监测装置的实施例图; 图3是是整流电流原理示意图; 图4是光纤光栅原理及解调示意图。
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