CN106872756A - 基于石榴石的光学漏电流测试装置 - Google Patents

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柏雪
赵新未
郝蕊蕊
潘倩
沈杨帆
焦新兵
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Abstract

本发明涉及一种基于石榴石的光学漏电流测试装置，检测单元由从前到后依次贴合的石榴石模块、石墨以及被测模块组成，激光器发出的激光经过透镜聚焦入射到分束棱镜，被分束为两束光，反射光被第一光强探测采集，透射光进入检测单元入射到石榴石模块上，经过石榴石模块到达石墨，经石墨反射再次穿过石榴石模块形成反射光输出，输出的光进入偏振分束棱镜被分束，反射光被第二光强探测器测得，透射光被第三光强探测器测得。经过检测单元反射后的光强度分布与入射光比较，获得被测模块漏电流的信息。具有光路元件少、系统设计简单、可靠性高等优点；能够实时通过光斑质量分析仪来间接表述电流，并测得漏电流比值强度。

Description

基于石榴石的光学漏电流测试装置
技术领域
本发明涉及一种漏电流检测技术，特别涉及一种基于石榴石的光学漏电流测试装置。
背景技术
光学漏电流测试装置是一种间接对电流进行测试的装置。任何绝缘体都不是绝对的不导电，都会有极小的导电率，只是通常漏电流小得可以忽略不计。在电气设备的运行过程中，为保护用户在电气设备出现故障或发生短路时，不会受到危险接触电压的伤害，需要安装保护接地器，而沿着保护接地导体流入大地的一部分电流，一般也被称为漏电流。而若漏电流过大，则对用户的安全就会造成隐患，比如旧的家用电器和用电线路，因为长期使用，绝缘可能会老化而使漏电过大，造成安全隐患。因此，大多数产品安全标准均对漏电流进行了限制。人们越来越多地使用剩余电流设备或者漏电流断路器，当漏电流过高时，这些设备将断开电源，从而保护用户的安全。目前，检测漏电流的方法很多，也出现的各种各样的漏电流传感器，但是结构复杂、价格昂贵，而且不能准确量化并消除设备上的漏电流。
在专利申请为201520174958.2、 200910202165.6、200910202166.0、200910183929.1、201520293228.4、 201010168763.9 等石榴石光电式电流传感器可以用于检测特高压大电流，但是没有提及检测漏电流信息。
发明内容
本发明是针对漏电流检测存在的问题，提出了一种基于石榴石的光学漏电流测试装置，本装置通过检测光强变化情况来反应漏电流信息。
本发明的技术方案为：一种基于石榴石的光学漏电流测试装置，包括激光器、透镜、分束棱镜、第一光强探测器、检测单元、偏振分束棱镜、第二光强探测器和第三光强探测器，其中检测单元由从前到后依次贴合的石榴石模块、石墨以及被测模块组成，石榴石模块固定于石墨上，石墨面积大于石榴石模块面积；激光器发出的激光经过透镜聚焦入射到分束棱镜，被分束为两束光，反射光被第一光强探测采集，透射光进入检测单元入射到石榴石模块上，经过石榴石模块到达石墨，经石墨反射再次穿过石榴石模块形成反射光输出，输出的光进入偏振分束棱镜被分束，反射光被第二光强探测器测得，透射光被第三光强探测器测得。通过第二光强探测器和第三光强探测器检测经过检测单元反射后的光强度分布与第一光强探测器检测的入射光比较，获得被测模块漏电流的信息。
所述激光器选用小功率半导体激光器，激光波长900nm-1700nm。
所述检测单元入射光与反射光的夹角为10°-150°。
所述石墨的厚度范围为10nm-10cm，根据检测的漏电流大小决定所选厚度。
本发明的有益效果在于：本发明基于石榴石的光学漏电流测试装置，具有光路元件少、系统设计简单、可靠性高等优点；能够实时通过光斑质量分析仪来间接表述电流，并测得漏电流比值强度。
附图说明
图1为本发明基于石榴石的光学漏电流测试装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示基于石榴石的光学漏电流测试装置结构示意图，装置包含光源单元100、接收单元200、检测单元300、接收单元400和接收单元500。
光源单元100含有光源部101和透镜102，光源部101采用小功率半导体激光器，激光波长900nm-1700nm。光源101和透镜102之间距离可调,激光经过透镜聚焦使光源单元发出的光达到最佳。
接收单元200包括分束棱镜201和第一光强探测器202，第一光强探测202测得数据为S1, 第一探测器202获得光源单元100发出光的信息，以便与待测光S2、S3比较。
光源部101发出的激光经过透镜102聚焦入射到分束棱镜201，被分束为两束光，反射光被第一光强探测202采集，透射光进入检测单元300。
检测单元300由从前到后依次贴合的石榴石模块301、石墨302以及被测模块303组成，石榴石模块301固定于石墨302上，石墨302面积大于石榴石模块301面积，入射光入射到石榴石模块301上，经过石榴石模块301到达石墨302，经石墨302反射再次穿过石榴石模块301形成反射光输出。入射光与反射光的夹角为10°-150°。石墨的厚度范围为10nm-10cm，根据检测的漏电流大小决定所选厚度。被测模块的漏电流会使输出的反射光发生变化，通过检测待测光强度分布并与入射光比较，根据改变程度的不同间接获得漏电流的信息。
接收单元400包含偏振分束棱镜401和第二光强探测器402，检测单元300输出的光进入偏振分束棱镜401被分束，反射光被第二光强探测器402测得，透射光进入接收单元500被第三光强探测器500测得，第二光强探测器402测得数据为数据S2。
基于石榴石的光学漏电流测试装置，可以量化漏电流信息，第二光强探测器402和光强探测器500获得光强信息分别为S2和S3，采用可以起到校验漏电流的作用。探测器202、402及500探测光强度分布的变化信息，得到待测光的信息后与入射光相比较，间接得到漏电流的信息。
本发明的基于石榴石的光学漏电流测试装置可以在检测单元300产生电流时检测到入射光和反射光的变化情况，本发明具有操作简单、精度高和结果直观的优点。

Claims (4)

1.一种基于石榴石的光学漏电流测试装置，其特征在于，包括激光器、透镜、分束棱镜、第一光强探测器、检测单元、偏振分束棱镜、第二光强探测器和第三光强探测器，其中检测单元由从前到后依次贴合的石榴石模块、石墨以及被测模块组成，石榴石模块固定于石墨上，石墨面积大于石榴石模块面积；激光器发出的激光经过透镜聚焦入射到分束棱镜，被分束为两束光，反射光被第一光强探测采集，透射光进入检测单元入射到石榴石模块上，经过石榴石模块到达石墨，经石墨反射再次穿过石榴石模块形成反射光输出，输出的光进入偏振分束棱镜被分束，反射光被第二光强探测器测得，透射光被第三光强探测器测得，通过第二光强探测器和第三光强探测器检测经过检测单元反射后的光强度分布与第一光强探测器检测的入射光比较，获得被测模块漏电流的信息。
2.根据权利要求1所述基于石榴石的光学漏电流测试装置，其特征在于，所述激光器选用小功率半导体激光器，激光波长900nm-1700nm。
3.根据权利要求1所述基于石榴石的光学漏电流测试装置，其特征在于，所述检测单元入射光与反射光的夹角为10°-150°。
4.根据权利要求1所述基于石榴石的光学漏电流测试装置，其特征在于，所述石墨的厚度范围为10nm-10cm，根据检测的漏电流大小决定所选厚度。
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