CN103809012A - 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 - Google Patents
基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103809012A CN103809012A CN201410056191.3A CN201410056191A CN103809012A CN 103809012 A CN103809012 A CN 103809012A CN 201410056191 A CN201410056191 A CN 201410056191A CN 103809012 A CN103809012 A CN 103809012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bgo
- optical
- high voltage
- light
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 229940085805 fiberall Drugs 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置。该装置由手持式绝缘工器具、高压BGO光学晶体、高压光纤、光电转化及输出器构成。本发明优点：1.本发明着重解决野外高电压设备带电测试工作中获取并同步主网电压信号的难题，也适用于电气测试中任何需要获取电压信号的工作。2.本发明在满足功能需求的基础上，具有结构简单坚固，重量轻（1kg以内）、体积小、操作方便等优点，能适用于杆塔上设备带电测试、地面设备带电测试的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备电气性能测试的工作领域。具体是基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置。
背景技术
在目前的市场上，在高电压设备上进行电气测试时，同步电压频率信号的方法有：电压互感器取信号法、电容分压器取信号法、阻容分压器取信号法、电流互感器取电流信号后进行相位换算法等。
电压互感器取信号法、电容分压器取信号法、阻容分压器取信号法适用于高电压设备停电测试工作，电压互感器二次侧取信号法还适用于变电站内设备带电测试工作，而在输电线路上及远离变电站的场所，则一般采取电流信号同步法后进行相位换算或者是因无法同步而不能进行测试。
对于电流信号同步法后进行相位换算测试法，在电力系统中，由于线路阻抗的关系，电流信号与电压信号存在一定的相位差，该差值因线路参数、负荷情况、测试位置的不同而发生变化，因此电流信号同步法提取到的信号与应知的电压信号存在难以准确测量的相位差，在特殊测试中容易导致在后续的信号分析过程中存在一定的误判断。
目前未见有与本发明同类装置的报导。
发明内容
本发明的目的是提供基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置，着重解决野外高电压设备带电测试工作中获取并同步主网电压信号的难题，也适用于电气测试中任何需要获取电压信号的工作。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置，该装置由手持式绝缘工器具、高压BGO光学晶体、高压光纤、光电转化及输出器构成。
所述手持式绝缘工器具，其一端为手持端，由操作人员进行手持操作或固定在需要的位置；其中间部分是硬质绝缘件；其另一端为高压端，装有机械装置，用于固定高压BGO光学晶体，机械装置的设计满足高压BGO光学晶体的拆装要求和固定强度要求。
所述高压BGO光学晶体，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在手持式绝缘工器具的高电压端，由手持式绝缘工器具移动至输电线路高压电极附近，它通过高压光纤与光电转化及输出器连接，形成检测的光回路。
所述高压光纤，内含光输入和光输出的光信号通道，仅作为光路传输通道用，其一端连接到光电转化及输出器，一端与高压BGO光学晶体连接，联通两者间的光路。
所述光电转化及输出器，内含有电源、光源、起偏器、检偏器、光电转换器、电信号输出接口部件，其与高压光纤直接连接，形成光源-起偏器-高压光纤输入通道-高压BGO光学晶体-高压光纤输出通道-检偏器的光学回路，它的作用是产生原始的光信号，通过分析原始光信号经过高压BGO光学晶体后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电压波形信号，最后将电压波形信号输出供同步用。
本发明的优点：
1.测量方式灵活：本装置在测试时，由于手持式绝缘工器具、高压光纤均满足高压绝缘测试要求，因此，高压BGO光学晶体的空间位置具有随意性，只要放置在能感应出电压信号波形的位置，即能满足需求，而不需强迫性的放置到一定的位置。
2.应用范围广泛：当空间位置固定时，根据有限元理论计算和分压器检验，以及电压值与电场强度的线性关系，可以将本设备当光PT（光学电压互感器）使用，可以通过波形，还原一次电压和频率及谐波的情况。
3.波形响应快速：由于电气设备的频率为50-60Hz，而本设备的理论采样率为3GHz，因此能完全满足测试频率要求。经过测试，设备可以跟踪采样雷电波的波形，并能实时还原，没有时差。
4.安全可靠无干扰：由于高压BGO光学晶体和高压光纤均为玻璃材料，绝缘性能良好，放置到高压设备的邻近空间后不会造成空间电场畸变等不良干扰，更不会造成局部放电等不良后果，保证了测试的准确性，也确保了测试过程不会造成不良后果。
附图说明
图1是本发明基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置结构示意图。
图中，手持式绝缘工器具1、高压BGO光学晶体2、高压光纤3、光电转化及输出器4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。
本发明基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置的结构如图1所示，装置由手持式绝缘工器具1、高压BGO光学晶体2、高压光纤3、光电转化及输出器4构成。
所述手持式绝缘工器具1，其一端为手持端，由操作人员进行手持操作或固定在需要的位置；其中间部分是硬质绝缘件；其另一端为高压端，装有机械装置，用于固定高压BGO光学晶体2，机械装置的设计满足高压BGO光学晶体2的拆装要求和固定强度要求。
所述高压BGO光学晶体2，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在手持式绝缘工器具1的高电压端，由手持式绝缘工器具1移动至输电线路高压电极附近，它通过高压光纤3与光电转化及输出器4连接，形成检测的光回路。
所述高压光纤3，内含光输入和光输出的光信号通道，仅作为光路传输通道用，其一端连接到光电转化及输出器4，一端与高压BGO光学晶体2连接，联通两者间的光路。
所述光电转化及输出器4，内含有电源、光源、起偏器、检偏器、光电转换器、电信号输出接口部件，其与高压光纤3直接连接，形成光源-起偏器-高压光纤输入通道-高压BGO光学晶体-高压光纤输出通道-检偏器的光学回路，它的作用是产生原始的光信号，通过分析原始光信号经过高压BGO光学晶体2后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电压波形信号，最后将电压波形信号输出供同步用。
本发明具体实施如下：
在输电线路上及远离变电站的场所，当进行电力设备电气性能测试的工作，需要提取电气设备高压端电压波形信号时，只需要将高压BGO光学晶体2固定在手持式绝缘工器具1的端部，并使用高压光纤3将高压BGO光学晶体2、光电转化及输出器4连接起来，通过手持式绝缘工器具1，将高压BGO光学晶体2非接触式的靠近高压电极（包括绝缘子高压端、输电线路等）邻近空间，并相对固定不动，光电转化及输出器4则即能通过光电转换，感应到由电压变化引起的空间电场幅值的变化，进而将电压波形进行还原，并输出到需要使用该信号的电力设备电气性能测试设备的电压同步信号口上，为测试人员、测试设备提供实时的电力设备高压端波形信号。
Claims (1)
1.基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置，其特征在于，该装置由手持式绝缘工器具、高压BGO光学晶体、高压光纤、光电转化及输出器构成，
所述手持式绝缘工器具，其一端为手持端，由操作人员进行手持操作或固定在需要的位置；其中间部分是硬质绝缘件；其另一端为高压端，装有机械装置，用于固定高压BGO光学晶体，机械装置的设计满足高压BGO光学晶体的拆装要求和固定强度要求；
所述高压BGO光学晶体，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在手持式绝缘工器具的高电压端，由手持式绝缘工器具移动至输电线路高压电极附近，它通过高压光纤与光电转化及输出器连接，形成检测的光回路；
所述高压光纤，内含光输入和光输出的光信号通道，仅作为光路传输通道用，其一端连接到光电转化及输出器，一端与高压BGO光学晶体连接，联通两者间的光路；
所述光电转化及输出器，内含有电源、光源、起偏器、检偏器、光电转换器、电信号输出接口部件，其与高压光纤直接连接，形成光源-起偏器-高压光纤输入通道-高压BGO光学晶体-高压光纤输出通道-检偏器的光学回路，它的作用是产生原始的光信号，通过分析原始光信号经过高压BGO光学晶体后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电压波形信号，最后将电压波形信号输出供同步用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410056191.3A CN103809012A (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410056191.3A CN103809012A (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103809012A true CN103809012A (zh) | 2014-05-21 |
Family
ID=50706079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410056191.3A Pending CN103809012A (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103809012A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965122A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-07 | 三峡大学 | 基于环形电场耦合结构的温度自动补偿型光学电压测量装置 |
| CN106680572A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-05-17 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置及方法 |
| CN107478970A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-15 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于光学电场传感器的电缆直流耐压试验装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5798863A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Voltage sensor under photo application |
| EP1358492B1 (de) * | 2001-02-06 | 2005-07-06 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur temperaturkompensierten elektro-optischen messung einer elektrischen spannung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| CN102914679A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-02-06 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 基于电光效应的无源光学电压互感器 |
-
2014
- 2014-02-19 CN CN201410056191.3A patent/CN103809012A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5798863A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Voltage sensor under photo application |
| EP1358492B1 (de) * | 2001-02-06 | 2005-07-06 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur temperaturkompensierten elektro-optischen messung einer elektrischen spannung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| CN102914679A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-02-06 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 基于电光效应的无源光学电压互感器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王倩 等: "基于Pockels效应的光学电压互感器的研究", 《制造业自动化》, vol. 34, no. 4, 31 December 2012 (2012-12-31), pages 81 - 82 * |
| 苏平 等: "基于Pockels效应的高压电场光纤测量与Labview软件的实现", 《光学技术》, vol. 32, no. 6, 30 November 2006 (2006-11-30) * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965122A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-07 | 三峡大学 | 基于环形电场耦合结构的温度自动补偿型光学电压测量装置 |
| CN104965122B (zh) * | 2015-07-17 | 2018-03-13 | 三峡大学 | 基于环形电场耦合结构的温度自动补偿型光学电压测量装置 |
| CN106680572A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-05-17 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置及方法 |
| CN107478970A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-15 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于光学电场传感器的电缆直流耐压试验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100592441C (zh) | 特高压输电线路用电子式电流互感器及其电晕损失测量装置 | |
| CN101666826B (zh) | 基于双时基采样技术的过电压在线监测装置 | |
| CN103926514A (zh) | 一种带电运行状态下的高压设备绝缘诊断方法 | |
| CN103809037A (zh) | 基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置 | |
| CN104965111B (zh) | 一种基于钳形同轴电容的输配电线路电压在线测量系统 | |
| CN104793038A (zh) | 一种电力系统全光学过电压监测装置 | |
| CN205038273U (zh) | 接地装置工频和冲击特性参数的测量装置 | |
| CN104793039A (zh) | 一种电力系统输电线路过电压的测量方法 | |
| CN203572883U (zh) | 一种新型智能变频大电流接地阻抗测量仪 | |
| CN105929284A (zh) | 带电测量氧化锌避雷器的无线测试仪及检测方法 | |
| CN103809012A (zh) | 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置 | |
| CN102128971B (zh) | 一种容性设备绝缘带电测试装置和方法 | |
| Zhao et al. | Testing and modelling of voltage transformer for high order harmonic measurement | |
| Zhao et al. | Test and analysis of harmonic responses of high voltage instrument voltage transformers | |
| CN103217659B (zh) | 特快速暂态过电压测量系统的标定方法与标定装置 | |
| CN103809092B (zh) | 基于光学电场传感器的振荡波电缆局部放电测试设备 | |
| Wang et al. | Capacitive voltage sensor array for detecting transient voltage distribution in transformer windings | |
| CN103809091B (zh) | 基于光学电场传感器电压相位同步技术的电缆局部放电测试设备 | |
| CN202815078U (zh) | 一种电流测量装置 | |
| CN102621376B (zh) | 一种高低电位多电学参量高精度同步测量方法及装置 | |
| CN109358239A (zh) | 一种用于交流电缆空间电荷测试的相位匹配电路 | |
| CN103018573A (zh) | 一种交联聚乙烯电力电缆介质损耗值的现场测量系统 | |
| CN103630811A (zh) | 数字式局放检测系统 | |
| CN102004854A (zh) | 实时获取配电网非线性负荷等值阻抗参数的方法 | |
| CN103809093B (zh) | 基于光学电场传感器的变频谐振电缆局部放电测试设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140521 |