基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置。該裝置由手持式絕緣工器具、高壓BGO光學晶體、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器構(gòu)成。本發(fā)明優(yōu)點：1.本發(fā)明著重解決野外高電壓設(shè)備帶電測試工作中獲取并同步主網(wǎng)電壓信號的難題，也適用于電氣測試中任何需要獲取電壓信號的工作。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（1kg以內(nèi)）、體積小、操作方便等優(yōu)點，能適用于桿塔上設(shè)備帶電測試、地面設(shè)備帶電測試的要求。
【專利說明】基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置
【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。具體是基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的市場上，在高電壓設(shè)備上進行電氣測試時，同步電壓頻率信號的方法有:電壓互感器取信號法、電容分壓器取信號法、阻容分壓器取信號法、電流互感器取電流信號后進行相位換算法等。
[0003]電壓互感器取信號法、電容分壓器取信號法、阻容分壓器取信號法適用于高電壓設(shè)備停電測試工作，電壓互感器二次側(cè)取信號法還適用于變電站內(nèi)設(shè)備帶電測試工作，而在輸電線路上及遠離變電站的場所，則一般采取電流信號同步法后進行相位換算或者是因無法同步而不能進行測試。
[0004]對于電流信號同步法后進行相位換算測試法，在電力系統(tǒng)中，由于線路阻抗的關(guān)系，電流信號與電壓信號存在一定的相位差，該差值因線路參數(shù)、負荷情況、測試位置的不同而發(fā)生變化，因此電流信號同步法提取到的信號與應知的電壓信號存在難以準確測量的相位差，在特殊測試中容易導致在后續(xù)的信號分析過程中存在一定的誤判斷。
[0005]目前未見有與本發(fā)明同類裝置的報導。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置，著重解決野外高電壓設(shè)備帶電測試工作中獲取并同步主網(wǎng)電壓信號的難題，也適用于電氣測試中任何需要獲取電壓信號的工作。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0008]基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置，該裝置由手持式絕緣工器具、高壓BGO光學晶體、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器構(gòu)成。
[0009]所述手持式絕緣工器具，其一端為手持端，由操作人員進行手持操作或固定在需要的位置；其中間部分是硬質(zhì)絕緣件；其另一端為高壓端，裝有機械裝置，用于固定高壓BGO光學晶體，機械裝置的設(shè)計滿足高壓BGO光學晶體的拆裝要求和固定強度要求。
[0010]所述高壓BGO光學晶體，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在手持式絕緣工器具的高電壓端，由手持式絕緣工器具移動至輸電線路高壓電極附近，它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。
[0011]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，一端與高壓BGO光學晶體連接，聯(lián)通兩者間的光路。
[0012]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，其與高壓光纖直接連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-高壓BGO光學晶體-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學回路，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)過高壓BGO光學晶體后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應的電壓波形信號，最后將電壓波形信號輸出供同步用。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0014]1.測量方式靈活:本裝置在測試時，由于手持式絕緣工器具、高壓光纖均滿足高壓絕緣測試要求，因此，高壓BGO光學晶體的空間位置具有隨意性，只要放置在能感應出電壓信號波形的位置，即能滿足需求，而不需強迫性的放置到一定的位置。
[0015]2.應用范圍廣泛:當空間位置固定時，根據(jù)有限元理論計算和分壓器檢驗，以及電壓值與電場強度的線性關(guān)系，可以將本設(shè)備當光PT (光學電壓互感器)使用，可以通過波形，還原一次電壓和頻率及諧波的情況。
[0016]3.波形響應快速:由于電氣設(shè)備的頻率為50-60HZ，而本設(shè)備的理論采樣率為3GHz，因此能完全滿足測試頻率要求。經(jīng)過測試，設(shè)備可以跟蹤采樣雷電波的波形，并能實時還原，沒有時差。
[0017]4.安全可靠無干擾:由于高壓BGO光學晶體和高壓光纖均為玻璃材料，絕緣性能良好，放置到高壓設(shè)備的鄰近空間后不會造成空間電場畸變等不良干擾，更不會造成局部放電等不良后果，保證了測試的準確性，也確保了測試過程不會造成不良后果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，手持式絕緣工器具1、高壓BGO光學晶體2、高壓光纖3、光電轉(zhuǎn)化及輸出器4。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]本發(fā)明基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，裝置由手持式絕緣工器具1、高壓BGO光學晶體2、高壓光纖3、光電轉(zhuǎn)化及輸出器4構(gòu)成。
[0022]所述手持式絕緣工器具1，其一端為手持端，由操作人員進行手持操作或固定在需要的位置；其中間部分是硬質(zhì)絕緣件；其另一端為高壓端，裝有機械裝置，用于固定高壓BGO光學晶體2，機械裝置的設(shè)計滿足高壓BGO光學晶體2的拆裝要求和固定強度要求。
[0023]所述高壓BGO光學晶體2，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在手持式絕緣工器具I的高電壓端，由手持式絕緣工器具I移動至輸電線路高壓電極附近，它通過高壓光纖3與光電轉(zhuǎn)化及輸出器4連接，形成檢測的光回路。
[0024]所述高壓光纖3,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4，一端與高壓BGO光學晶體2連接，聯(lián)通兩者間的光路。
[0025]所述光電轉(zhuǎn)化及輸出器4,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3直接連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-高壓BGO光學晶體-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學回路，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)過高壓BGO光學晶體2后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應的電壓波形信號，最后將電壓波形信號輸出供同步用。
[0026]本發(fā)明具體實施如下:[0027]在輸電線路上及遠離變電站的場所，當進行電力設(shè)備電氣性能測試的工作，需要提取電氣設(shè)備高壓端電壓波形信號時，只需要將高壓BGO光學晶體2固定在手持式絕緣工器具I的端部，并使用高壓光纖3將高壓BGO光學晶體2、光電轉(zhuǎn)化及輸出器4連接起來，通過手持式絕緣工器具1，將高壓BGO光學晶體2非接觸式的靠近高壓電極(包括絕緣子高壓端、輸電線路等)鄰近空間，并相對固定不動，光電轉(zhuǎn)化及輸出器4則即能通過光電轉(zhuǎn)換，感應到由電壓變化引起的空間電場幅值的變化，進而將電壓波形進行還原，并輸出到需要使用該信號的電力設(shè)備電氣性能測試設(shè)備的電壓同步信號口上，為測試人員、測試設(shè)備提供實時的電力設(shè)備高壓端波形信號。
【權(quán)利要求】
1.基于光學電場傳感器的電壓波形信號同步輸出裝置，其特征在于，該裝置由手持式絕緣工器具、高壓BGO光學晶體、高壓光纖、光電轉(zhuǎn)化及輸出器構(gòu)成， 所述手持式絕緣工器具，其一端為手持端，由操作人員進行手持操作或固定在需要的位置；其中間部分是硬質(zhì)絕緣件；其另一端為高壓端，裝有機械裝置，用于固定高壓BGO光學晶體，機械裝置的設(shè)計滿足高壓BGO光學晶體的拆裝要求和固定強度要求； 所述高壓BGO光學晶體，是電場信號轉(zhuǎn)化為光信號的傳感器，其固定在手持式絕緣工器具的高電壓端，由手持式絕緣工器具移動至輸電線路高壓電極附近，它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，一端與高壓BGO光學晶體連接，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，其與高壓光纖直接連接，形成光源-起偏器-高壓光纖輸入通道-高壓BGO光學晶體-高壓光纖輸出通道-檢偏器的光學回路，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)過高壓BGO光學晶體后的光變化情況，提取其中的光信息，并形成系列相應的電壓波形信號，最后將電壓波形信號輸出供同步用。
【文檔編號】G01R19/00GK103809012SQ201410056191
【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】陳智勇, 劉聰漢, 韋魏, 李恒燦 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學研究院