CN208520551U - 一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，检测对象为高压换流站用于传输激光能量的特种传能光纤,检测装置包括光纤连接模块，光源模块，信号采集模块和数据处理模块，高功率激光光源模块产生850nm光脉冲信号，通过光纤连接器传输到光纤链路，光纤链路中的光信号在传输过程产生的瑞利散射光和菲涅尔反射光，被信号采集模块采集，最后传输给数据处理模块进行数据处理整合。此高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，可以实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、连接情况和断裂情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及特种光纤检测领域，尤其是一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置。
背景技术
高压换流站因运行时在空间内将产生强电磁场，会对传统电测量设备产生严重影响，传统测量方式将变得不可靠。所以换流站控制保护系统中大量使用光纤链路系统代替传统的电链路系统。因光纤的电绝缘特性，在高电压、强磁场、电磁脉冲存在的情况下不易受干扰，不仅解决了采用电供能存在的安全问题，也提供了易铺设的能量传输链路。
换流站光纤链路用于传输能量光电子，其与用于传输信息光电子的常规光纤有所不同，因需防止在高能下被烧坏，其材质中常掺杂多种稀有离子，且其结构更为复杂。因在换流站中使用的该类光纤链路较长，环节较多，以致其运行预留容差较小，受温度变化、湿度变化、外应力作用、表面活性介质、放射性辐射等因素影响所造成的接续性损耗(链路中接头部分)和非接续性损耗 (光纤本体)的增大较常规光纤更为敏感，光纤链路随外部环境变化导致的损耗增大将造成换流站控制保护系统异常故障。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，可以实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、弯曲情况和断裂情况。
为实现以上目的，本实用新型提出了以下的技术方案：
一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，串联于传能光纤链路与直流测量屏之间，其包括光纤连接模块、光源模块、信号采集模块与数据处理模块，所述光纤连接模块的第一输入端与所述传能光纤链路的输出端连接，所述光纤连接模块第一输出端与所述直流测量屏的输入端连接，所述光源模块输出端与所述光纤连接模块第二输入端相连，所述光源模块产生的光信号通过光纤连接模块传输到光纤链路，所述光源模块的输入端与所述数据处理模块相连，所述信号采集模块的输入端与所述光纤连接模块的第二输出端相连，用于接受光纤链路返回的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号，所述信号采集模块的输出端与所述数据处理模块相连。
所述光纤连接模块包括相互连接的光纤耦合器和环形器，所述光纤耦合器的分光比为50:50，所述光纤耦合器的输入端口为所述光纤连接模块的第一输入端，与所述传能光纤链路的输出端连接，所述光纤耦合器的输出端口为所述光纤连接模块的第一输出端，与所述直流测量屏连接，所述环形器的输入端为所述光纤连接模块的第二输入端，与所述光源模块连接，所述环形器的输出端为所述光纤连接模块的第二输出端，与所述信号采集模块的输入端连接。
所述的传能光纤为传感器模块与直流测量屏之间的特种光纤，其具体参数如下：纤芯直径为200um，包层直径为240um，数值孔径为0.22。
所述光源模块包括脉冲发生器和光源，所述光源接受所述脉冲发生器发射的电脉冲信号，产生光脉冲信号。
所述信号采集模块包括光电探测器和信号放大模块，所述光电探测器接收光纤链路返回的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号，所述信号放大模块将所述接收到的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号放大。
所述数据处理模块向所述光源模块提供时钟信号，同时对所述信号采集模块采集的数据进行处理分析。
本实用新型相较于现有技术，具备以下有益效果：
本实用新型高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其设置的光源模块产生光脉冲信号，通过光纤连接模块传输到光纤链路，光纤链路中的光信号在传输过程产生的瑞利散射光和菲涅尔反射光，被信号采集模块采集，最后传输给数据处理模块进行数据整合，可以在不影响到原光纤链路的运行的情况下，实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、连接情况和断裂情况，实现对光纤链路的断面、衰耗等性能参数的精确检测及异常时故障点的快速定位，能有效提高换流站光纤链路的运行维护水平，减小运行风险，提高直流输电工程的运行可靠性。
附图说明
图1是本实用新型高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置原理方框示意图。
图2是本实用新型高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
如图1所示，一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，串联于传能光纤链路2和直流测量屏7之间，其包括光纤连接模块1，光源模块3，信号采集模块4和数据处理模块5四部分，其中：
光纤连接模块1的端口a作为高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置的第一输入端与传能光纤链路2相连；光纤连接模块1的端口b作为高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置第一输出端和直流测量屏7相连；
光源模块3的输出端与光纤连接模块1的端口c，即第二输入端口相连，用于产生850nm的光信号，并通过光纤连接模块1，传输到光纤链路，光源模块3 的输入端与数据处理模块5相连；
信号采集模块4的输入端与光纤连接模块1的端口d，即第二输出端口相连，用于接受光纤链路返回的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号，信号采集模块4的输出端与数据处理模块5相连；
本装置的基本原理是：光源模块3产生850nm光脉冲信号，通过光纤连接器1传输到传能光纤链路2，传能光纤链路2中的光信号在传输过程产生的瑞利散射光和菲涅尔反射光，被信号采集模块4采集，最后传输给数据处理模块5进行数据整合，实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、弯曲情况和断裂情况。
图2为高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置实施例中的结构示意图。
本实施例中光纤连接装置1包括分光比为50:50的光纤耦合器11和环形器 12，其中：分光比为50:50的光纤耦合器11的端口111作为光纤连接模块1的端口a与传能光纤链路2相连，分光比为50:50的光纤耦合器11的端口112作为光纤连接器1的端口b与直流测量屏7相连，分光比为50:50的光纤耦合器 11的端口13与环形器12的端口122相连，在不影响光纤链路传输的情况下，用于将光源模块3产生的850nm光信号耦合进传能光纤链路2，并将传能光纤链路2产生的瑞利散射光和菲涅尔反射光耦合进环形器12。
环形器12的端口121作为光纤连接模块11的端口c与光源模块3相连，环形器12的端口122与分光比为50:50的光纤耦合器11的端口113相连，环形器12的端口123作为光纤连接模块1的端口d与信号采集模块4相连，用于使从端口121进入的850nm信号光只能通过端口122进入分光比为50:50的光纤耦合器11，使从端口122进入的瑞利散射光和菲涅尔反射光只能通过端口123 进入信号采集模块4。
本实施例中光源模块3包括脉冲发生器31和高功率激光光源32，其中：脉冲发生器31，用于向光源32发射电脉冲信号；光源32，接受脉冲发生器31发射的电脉冲信号，产生850nm的光脉冲信号。
这里的信号采集模块4和信号处理模块5(可采用FPGA芯片)等知识是本领域人员所熟知的，此处不做详细介绍。
以图2说明了本实施例中的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置的工作流程：
数据处理模块5向光源模块3发送时钟信号，光源模块3的脉冲发生器31 接受到时钟信号，开始产生电脉冲信号，光源32接受到脉冲发生器31产生的电脉冲信号，开始产生850nm的光脉冲信号，产生的光脉冲信号通过光纤连接模块1中的环形器12的端口121耦合进光纤连接模块1中，再从环形器12的端口122耦合进分光比为50:50的光纤耦合器11的端口113，通过分光比为 50:50的光纤耦合器11的端口111耦合进光纤链路，进入光纤链路中的光信号会产生瑞利散射光和菲涅尔放射光的反射光信号，产生的反射光信号通过分光比为50:50的光纤耦合器11的端口111耦合经光纤连接器，再通过分光比为 50:50的光纤耦合器11的端口113耦合进环形器12的端口122，最后从环形器 12的端口123耦合出光纤连接模块，从而被信号采集模块4采集信号，信号采集模块4中的光电探测器41将采集到的光信号转换为电信号，经放大器42将电信号放大，并传输给数据处理模块整合，即可以实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、连接情况和断裂情况。
本实用新型的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置在运行过程中，并未影响到原光纤链路的运行，原光纤链路中传输的808nm的光信号，可以通过光纤连接器1中分光比为50:50的光纤耦合器11中端口111和端口112之间的通道，实现远端传感器模块6和直流测量屏7之间的传输。
综上，本实用新型的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，可以在不影响到原光纤链路的运行的情况下，可以实时监测光纤链路状况，包括光纤的损耗情况、连接情况和断裂情况，实现对光纤链路的断面、衰耗等性能参数的精确检测及异常时故障点的快速定位，能有效提高换流站光纤链路的运行维护水平，减小运行风险，提高直流输电工程的运行可靠性。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (5)
1.一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其特征在于：检测对象为高压换流站传能光纤；检测装置串联于传能光纤链路与直流测量屏之间，其包括光纤连接模块、光源模块、信号采集模块与数据处理模块，所述光纤连接模块的第一输入端与所述传能光纤链路的输出端连接，所述光纤连接模块第一输出端与所述直流测量屏的输入端连接，所述光源模块输出端与所述光纤连接模块第二输入端相连，所述光源模块产生的光信号通过光纤连接模块传输到光纤链路，所述光源模块的输入端与所述数据处理模块相连，所述信号采集模块的输入端与所述光纤连接模块的第二输出端相连，用于接受光纤链路返回的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号，所述信号采集模块的输出端与所述数据处理模块相连。
2.根据权利要求1所述的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其特征在于：所述光纤连接模块包括相互连接的光纤耦合器和环形器，所述光纤耦合器的分光比为50:50，所述光纤耦合器的输入端口为所述光纤连接模块的第一输入端，与所述传能光纤链路的输出端连接，所述光纤耦合器的输出端口为所述光纤连接模块的第一输出端，与所述直流测量屏连接，所述环形器的输入端为所述光纤连接模块的第二输入端，与所述光源模块连接，所述环形器的输出端为所述光纤连接模块的第二输出端，与所述信号采集模块的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其特征在于：所述光源模块包括脉冲发生器和高功率激光光源，所述光源接受所述脉冲发生器发射的电脉冲信号，产生光脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其特征在于：所述信号采集模块包括光电探测器和信号放大模块，所述光电探测器接收传能光纤链路返回的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号，所述信号放大模块将所述接收到的瑞利散射光和菲涅尔反射光信号放大。
5.根据权利要求1所述的高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置，其特征在于：所述数据处理模块向所述光源模块提供时钟信号，同时对所述信号采集模块采集的数据进行处理分析。
Priority Applications (1)
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| CN201820842711.7U CN208520551U (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置 |
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| CN201820842711.7U CN208520551U (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108507760A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-07 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置 |
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2018
- 2018-05-31 CN CN201820842711.7U patent/CN208520551U/zh active Active
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| CN108507760A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-07 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 一种高压换流站传能光纤链路状态在线检测装置 |
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