CN103809037B - 基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置。该装置由高电压产生装置、固定用绝缘构件、移动装置、光学电场传感器、高压光纤、光电转化及输出器、逻辑判断单元构成。本发明优点：本发明着重解决了实验室内对复合绝缘子内绝缘性能的电气检测手段匮乏的难题，也适用于电气测试中任何需要获取场强分布情况的测试工作。本发明通过测试复合绝缘子空间电场的变化情况，能直观的获知复合绝缘子内部棒芯的优劣情况和大体劣化位置，丰富了复合绝缘子的测试手段，为能提前筛选出内部缺陷的复合绝缘子做了技术支撑。

Description

基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置

技术领域

本发明涉及电力设备电气性能测试领域。具体是基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置。

背景技术

在目前的复合绝缘子电气性能测试手段中，普遍采用耐压、工频闪络试验、工频湿闪试验、工频污秽闪络试验、雷电冲击闪络试验、陡波冲击试验等高电压试验方法。

这些试验方法单只绝缘子的测试周期长，每只绝缘子的测试时间长达10个小时，当检测绝缘子样品数目多时，单台高压测试设备难以满足测试要求。经现场试验情况总结，当绝缘子内部棒芯无缺陷时，都能通过上述电气性能测试。

目前已经有广泛的研究表明，复合绝缘子在额定电压时，其内部棒芯绝缘材料的异常，会引起其邻近空间的电场变化，通过测试其临近空间的电场分布曲线情况，即能通过曲线的异常突变获知复合绝缘子棒芯有无异常。曲线突变的位置即能表征复合绝缘子棒芯的异常位置。

该技术目前尝试应用于复合绝缘子的带电检测工作，并有多篇论文在理论和现场证实了有效性。若采用本设备，在高压试验前对送检复合绝缘子样品的空间电场进行快速检测，筛选出有缺陷的绝缘子，那么即能有针对性的开展检测工作，节约了测试时间。

专门制作一套仪器，用于试验室内的复合绝缘子电场分布检测，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复合绝缘子试验室测试装置，着重解决复合绝缘子电气性能检测工作中手段匮乏的难题，也适用于电气测试中任何需要获取场强分布情况的测试工作。

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复合绝缘子试验室测试装置，该装置由高电压产生装置、固定用绝缘构件、移动装置、光学电场传感器、高压光纤、光电转化及输出器、逻辑判断单元构成。

所述高电压产生装置，即为高压电发生源，其输出电压为交流电或直流电，能提供满足复合绝缘子空间电场测试需要值的电压。

所述固定用绝缘构件，其为硬质绝缘材料做成的高机械强度、耐电气高压部件，在构件两端分别有固定夹具，能固定复合绝缘子的端部并拉直，构件一端电气接地，另一端连接高电压产生装置，固定用绝缘构件有走轨，供移动装置在电气接地和电气高压两端间移动。

所述移动装置，由绝缘材质的移动模块和固定模块组成，移动模块的运动轨迹包含空间平行于复合绝缘子棒芯的直线，每次测试时运动轨迹与复合绝缘子棒芯的距离为固定值，该值根据电压需要可调节，固定模块上有光学电场传感器，固定模块的设计满足光学电场传感器的拆装要求和强度要求。

所述光学电场传感器，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在移动装置上，由移动装置承载后移动，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，光学电场传感器是高压BGO光学晶体。

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，其一端与光电转化及输出器连接，另一端与光学电场传感器连接，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光学电场传感器后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电场信号，最后将电场信号输出逻辑判断单元供判断用。

所述逻辑判断单元，与光电转化及输出器连接，内含标准曲线和比较逻辑模块，一旦测试到的绝缘子空间电场分布曲线与标准曲线不一致，即能发出报警信号。

本发明的优点：

1.测量速度快：本装置在测试时，只需要将被测试绝缘子安装在固定用绝缘构件上并拉直，用高电压产生装置输出测试所需要的电压，承载有光学电场传感器的移动装置进行空间移动，光电转化及输出器将电场分布曲线输出到逻辑判断单元，即刻就能知道绝缘子内部的好坏，用时约5分钟，远远快于过往的10小时检测时间。

2.应用范围广泛：本装置适用于10-1000kV的复合绝缘子测试，对于短绝缘子，固定用绝缘构件可考虑立式结构，对于长绝缘子，固定用绝缘构件可考虑卧式结构。本装置也可以用来测试低值和零值的陶瓷绝缘子。

3.配合水煮试验效果更优。由于复合绝缘子测试有水煮试验的项目，将水煮试验后的绝缘子用于本检测，更能发现复合绝缘子的内部缺陷。

附图说明

图1是本发明基于基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置结构示意图。

图中，本装置由高电压产生装置1、固定用绝缘构件2、移动装置3、光学电场传感器4、高压光纤5、光电转化及输出器6、逻辑判断单元7构成，复合绝缘子8摆放在绝缘构件2两端的固定夹具之间。

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复合绝缘子试验室测试装置的结构如图1所示，装置由高电压产生装置1、固定用绝缘构件2、移动装置3、光学电场传感器4、高压光纤5、光电转化及输出器6、逻辑判断单元7构成，复合绝缘子8在绝缘构件2两端的固定夹具之间。

所述高电压产生装置1，即为高压电发生源，其输出电压为交流电或直流电，能提供满足复合绝缘子空间电场测试需要值的电压。

所述固定用绝缘构件2，其为硬质绝缘材料做成的高机械强度、耐电气高压部件，在构件两端分别有固定夹具，能固定复合绝缘子8的端部并拉直，构件一端电气接地，另一端连接高电压产生装置，固定用绝缘构件2有走轨，供移动装置3在电气接地和电气高压两端间移动。

所述移动装置3，其由绝缘材质的移动模块和固定模块组成，移动模块的运动轨迹包含空间平行于复合绝缘子棒芯的直线，每次测试时运动轨迹与复合绝缘子棒芯的距离为固定值，该值根据电压需要可调节，固定模块上有光学电场传感器，固定模块的设计满足光学电场传感器的拆装要求和强度要求。

所述光学电场传感器4，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在移动装置3上，由移动装置3承载后移动，它通过高压光纤5与光电转化及输出器6连接，形成检测的光回路，光学电场传感器4是高压BGO光学晶体。

所述高压光纤5，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，其一端与光电转化及输出器6连接，另一端与光学电场传感器4连接，联通两者间的光路。

所述光电转化及输出器6，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光学电场传感器4后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电场信号，最后将电场信号输出逻辑判断单元7供判断用。

所述逻辑判断单元7，与光电转化及输出器连接，内含标准曲线和比较逻辑模块，一旦测试到的绝缘子空间电场分布曲线与标准曲线不一致，即能发出报警信号。

本发明具体实施如下：

在进行复合绝缘子试验室测试时，当需要进行电气测试检验复合绝缘子棒芯好坏及硅橡胶密封性时，将复合绝缘子8进行水煮试验后，只需要将复合绝缘子8安装在固定用绝缘构件2上，用构件两端的夹具固定复合绝缘子8的端部并拉直，即能进行下一步高压测试。高压测试时，将高电压产生装置1输出试验所需要值的高电压到固定用绝缘构件2的高电压端，移动装置3承载光学电场传感器4在与绝缘子棒芯的距离为固定值的直线上移动，光电转化及输出器6则即能通过光电转换，感应到复合绝缘子8邻近空间的电场幅值的变化情况，并输出到逻辑判断单元7，逻辑判断单元7将测试到的绝缘子空间电场分布曲线与标准曲线进行比对，即能智能判断复合绝缘子8的好坏。

Claims (1)

1.基于光学电场传感器的复合绝缘子试验室测试装置，其特征在于，该装置由高电压产生装置、固定用绝缘构件、移动装置、光学电场传感器、高压光纤、光电转化及输出器、逻辑判断单元构成，

所述高电压产生装置，即为高压电发生源，其输出电压为交流电或直流电，能提供满足复合绝缘子空间电场测试需要值的电压；

所述固定用绝缘构件，是硬质绝缘材料做成的高机械强度、耐电气高压部件，在构件两端分别有固定夹具，能固定复合绝缘子的端部并拉直，构件一端电气接地，另一端电气连接高电压产生装置，固定用绝缘构件有走轨，供移动装置在电气接地和电气高压两端间移动；

所述移动装置，其由绝缘材质的移动模块和固定模块组成，移动模块的运动轨迹包含空间平行于复合绝缘子棒芯的直线，每次测试时运动轨迹与复合绝缘子棒芯的距离为固定值，该值根据电压需要可调节，固定模块上有光学电场传感器，固定模块的设计满足光学电场传感器的拆装要求和强度要求；

所述光学电场传感器，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在移动装置上，由移动装置承载后移动，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，光学电场传感器是高压BGO光学晶体；

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，其一端与光电转化及输出器连接，另一端与光学电场传感器连接，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光学电场传感器后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电场信号，最后将电场信号输出逻辑判断单元供判断用；

所述逻辑判断单元，与光电转化及输出器连接，内含标准曲线和比较逻辑模块，一旦测试到的绝缘子空间电场分布曲线与标准曲线不一致，即能发出报警信号。