CN209911493U - 一种带自检功能的电弧光传感探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带自检功能的电弧光传感探头，包括菲涅耳聚光帽、单面镜、导光柱、光纤准直管、光纤连接座，菲涅耳聚光帽外表面光滑而内壁刻录有锯齿螺纹状的同心圆，单面镜位于所述菲涅耳聚光帽的焦点位置，单面镜连接有导光柱，导光柱和传输光纤通过光纤准直管过盈配合，菲涅耳聚光帽将正向和侧面入射的光聚焦到单面镜，所述导光柱将聚焦到单面镜的入射光传导进入传输光纤。本实用新型可以灵敏检测各方向的电弧光，并且具备传感器自检功能。

Description

一种带自检功能的电弧光传感探头

技术领域

本实用新型涉及电力系统电弧光检测设备技术领域，具体说是一种带自检功能的电弧光传感探头。

背景技术

弧光放电是指呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。电弧光的产生是空气中高阻抗电流放电的过程，通常伴随巨大的光能和热能释放。在一条短时耐受电流25kA和电弧电压600V的20kV系统中，故障电弧释放的能量约40.5MJ。这个能量可在1s内使40公斤的铁熔化；高温造成的气体膨胀可达67000倍，直接熔毁开关柜甚至整套机组，产生的冲击波会以300m/s的速度爆发，伤害现场工作人员，造成财产损失。灵敏地探测弧光并及时快速切断故障源对于保证电力安全运行有重要意义。

另外，弧光传感器是弧光保护非常重要的环节，且由于安装在高压设备上，一旦安装后很难拆下来进行检验，在长期运行过程中，弧光传感器可能会由于某些原因发生失效，如果弧光传感器没有在线自检功能，用户便无法获知弧光传感器是否正常工作，当真正发生故障时，可能会因此造成弧光保护装置拒动，因此在线自检功能对于弧光保护的正常运行也有非常重要的意义。

目前常见的带自检功能的电弧光传感探头主要有：1)塑料光纤作为传感探头，一般用部分或全部裸露的塑料光纤通过特定的盘绕实现弧光的耦合；实现自检的方法是：光纤的一头接光源，另一头接入光电转换器，通过光电转换器接收到光源发出的脉冲光判断是否正常；该技术主要问题是，光耦合效率差，灵敏度低，其次工程实施时光纤盘绕的差异也会影响传感效果，造成工程实施难度大，容易拒动或误动。2)采用凸透镜方式，由于侧面入射光无法聚焦到凸透镜的焦点，故此方案的侧面灵敏度差；实现自检的方法是：激励光源通过光纤照射凸透镜产生一定的反射，反射光进入光纤然后进入光电转换器，由于此方案反射光弱，造成光纤长时可能无法检测到反射光而误报警。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种带自检功能的电弧光传感探头。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种带自检功能的电弧光传感探头，包括菲涅耳聚光帽(1)、镀膜玻璃(2)、导光柱(3)、光纤准直管(4)、光纤连接座(5)，其特征在于，所述菲涅耳聚光帽(1)外表面光滑而内壁刻录有锯齿螺纹状的同心圆，所述镀膜玻璃(2)通过在玻璃上镀膜实现让特定波段的光通过，另一特定波段的光反射，所述镀膜玻璃(2)位于所述菲涅耳聚光帽(1)的焦点位置，所述镀膜玻璃(2)连接有导光柱(3)，所述导光柱(3)和传输光纤(6)通过光纤准直管(4)过盈配合，所述菲涅耳聚光帽(1)将正向和侧面入射的光聚焦到镀膜玻璃(2)，所述导光柱(3)将聚焦到镀膜玻璃(2)的入射光传导进入传输光纤(6)。

本实用新型进一步的设计方案中，所述菲涅耳聚光帽(1)为PMMA材质或聚苯乙烯材质或石英材质或玻璃材质。

本实用新型进一步的设计方案中，所述镀膜玻璃(2)反射400nm的光，透射650nm的光。

本实用新型进一步的设计方案中，所述菲涅耳聚光帽(1)为紫外玻璃材质，用于滤除可见光的干扰。

本实用新型进一步的设计方案中，所述镀膜玻璃(2)的一侧或两侧涂有荧光粉。

本实用新型进一步的设计方案中，所述荧光粉在紫外光或蓝光照射下可受激产生红光。

本实用新型进一步的设计方案中，所述导光柱(3)为PMMA材质或石英材质或玻璃材质。

本实用新型进一步的设计方案中，所述导光柱(3)掺杂有紫外光或蓝光激发的红光荧光粉。

本实用新型具有以下突出的有益效果：

本实用新型的带自检功能的电弧光传感探头可以灵敏探测正面和侧面入射的电弧光，同时具备自检功能。

附图说明

图1是本实施例中带自检功能的电弧光传感探头的结构示意图；

图1中，1-菲涅耳聚光帽，2-镀膜玻璃，3-导光柱，4-光纤准直管，5-光纤连接座，6-传输光纤。

具体实施方式

下面结合附图1及实施例对本实用新型作进一步说明:

实施例1

参见附图1，一种带自检功能的电弧光传感探头，包括菲涅耳聚光帽(1)、镀膜玻璃(2)、导光柱(3)、光纤准直管(4)、光纤连接座(5)，菲涅耳聚光帽(1)是PMMA(亚克力)材质的透镜，外表面光滑而内壁刻录有锯齿螺纹状同心圆，所述镀膜玻璃(2)是石英玻璃材质的，表面有镀膜，对于400nm的光可以反射，其它光透射，所述镀膜玻璃(2)位于所述菲涅耳聚光帽(1)的焦点位置，所述镀膜玻璃(2)连接有导光柱(3)，所述导光柱(3)为PMMA材质，所述导光柱(3)和传输光纤(6)通过光纤准直管(4)过盈配合，所述菲涅耳聚光帽(1)将正向和侧面入射的光聚焦到镀膜玻璃(2)，经导光柱(3)进入传输光纤(6)，所述光纤准直管(4)为金属材质，所述光纤连接座(5)为金属材质，上有螺纹，用于固定在目标物体的开孔上，光纤接口为ST口。在使用时，只需通过在目标位置上开固定孔，即可很方便地将带自检功能的电弧光传感探头固定在金属板或柜体等目标物体上。

根据灵敏度的不同要求，可以将菲涅耳聚光帽(1)做成不同尺寸大小。当弧光发生时，弧光经菲涅耳聚光帽(1)聚焦到镀膜玻璃(2)上，经导光柱(3)进入传输光纤(6)；自检功能实现如下：弧光保护装置控制光源发出400nm光，经传输光纤(6)进入导光柱(3)照射到镀膜玻璃(2)上，经过反射返回到传输光纤(6)，在另一侧被光电转换接收部件接收，实现光路的检测。

实施例2

本实施例中的带自检功能的电弧光传感探头与实施例1中的不同之处在于：菲涅耳聚光帽(1)为紫外玻璃材质，所述镀膜玻璃(2)的外侧涂有紫外光或蓝光均可激发的红光荧光粉，内侧连接有导光柱(3)，所述导光柱(3)掺杂有紫外光或蓝光激发的红光荧光粉。本实施例可以屏蔽可见光的干扰，在某些有可见光干扰的场合下比较适用。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种带自检功能的电弧光传感探头，包括菲涅耳聚光帽(1)、镀膜玻璃(2)、导光柱(3)、光纤准直管(4)、光纤连接座(5)，其特征在于，所述菲涅耳聚光帽(1)外表面光滑而内壁刻录有锯齿螺纹状的同心圆，所述镀膜玻璃(2)通过在玻璃上镀膜实现让特定波段的光通过，另一特定波段的光反射，所述镀膜玻璃(2)位于所述菲涅耳聚光帽(1)的焦点位置，所述镀膜玻璃(2)连接有导光柱(3)，所述导光柱(3)和传输光纤(6)通过光纤准直管(4)过盈配合，所述菲涅耳聚光帽(1)将正向和侧面入射的光聚焦到镀膜玻璃(2)，所述导光柱(3)将聚焦到镀膜玻璃(2)的入射光传导进入传输光纤(6)。

2.根据权利要求1所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述菲涅耳聚光帽(1)为PMMA材质或聚苯乙烯材质或石英材质或玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述镀膜玻璃(2)反射400nm的光，透射650nm的光。

4.根据权利要求1或2所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述菲涅耳聚光帽(1)为紫外玻璃材质，用于滤除可见光的干扰。

5.根据权利要求1所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述镀膜玻璃(2)的一侧或两侧涂有荧光粉。

6.根据权利要求5所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述荧光粉在紫外光或蓝光照射下可受激产生红光。

7.根据权利要求1所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述导光柱(3)为PMMA材质或石英材质或玻璃材质。

8.根据权利要求1所述的带自检功能的电弧光传感探头，其特征在于，所述导光柱(3)掺杂有紫外光或蓝光激发的红光荧光粉。

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