CN211402603U - 一种空气间隙同步观测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空气间隙同步观测装置，包括：第一纹影装置及第二纹影装置、电压发生器、示波器、第一摄像头、第二摄像头、瞬态电流测量装置以及计算器；示波器的输入端与电压发生器的第一输出端连接，示波器的输出端通过光纤线分别与第一摄像头的控制端、第二摄像头的控制端以及瞬态电流测量装置的受控端连接；瞬态电流测量装置的供电端与所述电压发生器的第二输出端连接；瞬态电流测量装置的输出端、第一摄像头的输出端及第二摄像头的输出端与所述计算器连接；第一纹影装置与第二纹影装置之间设置有瞬态电流测量装置的测量端以及第二摄像头，第二纹影装置的输出端设置有第一摄像头。实现同步观测空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统领域，尤其涉及一种空气间隙同步观测装置。
背景技术
空气是电力系统输变电设备的最主要绝缘介质，当系统出现故障或遭受雷击时，产生的过电压会导致空气间隙放电。在放电通道的绝缘未恢复时，若再次施加过电压，新的放电会沿着已有的放电通道发生，极大地降低空气间隙的绝缘水平。现有的研究多集中于放电过程的特性，而忽略放电停止后空气的绝缘恢复特性，而其中最重要的是解决如何同步观测空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程。
发明内容
本实用新型实施例的目的是提供一种空气间隙同步观测装置，能有效解决同步观测空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种空气间隙同步观测装置，包括：用于进行放电试验的第一纹影装置及第二纹影装置、用于输出电压触发信号灯的电压发生器、将所述电压发生器的触发信号转换为光测试信号的示波器、受所述光测试信号控制并拍摄所述第二纹影装置输出的放电过程的第一摄像头、用于拍摄所述第一纹影装置与所述第二纹影装置之间的放电过程的第二摄像头、接收所述光测试信号并测试所述纹影装置的电流的瞬态电流测量装置以及接收所述瞬态电流测量装置测量结果与所述第一摄像头及所述第二摄像头图片信息的计算器；
所述示波器的输入端与所述电压发生器的第一输出端连接，示波器的输出端通过光纤线分别与所述第一摄像头的控制端、所述第二摄像头的控制端以及瞬态电流测量装置的受控端连接；
所述瞬态电流测量装置的供电端与所述电压发生器的第二输出端连接；所述瞬态电流测量装置的输出端、所述第一摄像头的输出端及所述第二摄像头的输出端与所述计算器连接；
所述第一纹影装置与所述第二纹影装置位于同一水平线，所述第一纹影装置与所述第二纹影装置之间设置有所述瞬态电流测量装置的测量端以及所述第二摄像头，所述第二纹影装置的输出端设置有所述第一摄像头。
作为上述方案的改进，所述第一纹影装置包括:LED光源、扩束透镜、第一主透镜；所述第二纹影装置包括：第二主透镜、刀口；
所述扩束透镜设置于所述LED光源与所述第一主透镜之间，所述第二主透镜设置于所述第一主透镜与所述刀口之间，所述刀口设置于所述第二主透镜与所述第一摄像头之间。
作为上述方案的改进，瞬态电流测量装置包括：光电隔离采集单元、采样电阻、铜电极、空心铁磁屏蔽外壳以及衰减探头；
所述光电隔离采集单元的受控端与所述示波器的输出端连接，所述光电隔离采集单元的输出端通过所述衰减探头与所述采样电阻连接，所述采样电阻的输出端与所述铜电极连接；
所述电隔离采集单元、所述采样电阻以及所述衰减探头均设置于所述空心铁磁屏蔽外壳内。
作为上述方案的改进，所述装置还包括：电容分压器；
所述电容分压器并联于所述电压发生器两端。
作为上述方案的改进，所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的夹角呈45度。
作为上述方案的改进，第一主透镜和第二主透镜的焦距不小于2000mm。
作为上述方案的改进，所述铜电极与所述空心铁磁屏蔽外壳之间设置有尼龙绝缘环。
与现有技术相比，本实用新型公开的一种空气间隙同步观测装置，示波器通过电压发生器的输出电压触发时，生成触发信号；将该触发信号转换呈光信号，经由光纤传输至第一摄像头、第二摄像头及瞬态电流测量装置，并触发第一摄像头、第二摄像头及瞬态电流测量装置同时工作，便可同步获得空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程的图像，还可以获得瞬态电流方便后续的计算及分析。
附图说明
图1是本实用新型实施例中空气间隙同步观测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，是本实用新型实施例1提供的一种空气间隙同步观测装置的结构示意图。
本实用新型公开的一种空气间隙同步观测装置，包括：用于进行放电试验的第一纹影装置4及第二纹影装置5、用于输出电压触发信号灯的电压发生器1、将所述电压发生器1的触发信号转换为光测试信号的示波器2、受所述光测试信号控制并拍摄所述第二纹影装置5输出的放电过程的第一摄像头6、用于拍摄所述第一纹影装置4与所述第二纹影装置5之间的放电过程的第二摄像头7、接收所述光测试信号并测试所述纹影装置的电流的瞬态电流测量装置3以及接收所述瞬态电流测量装置3测量结果与所述第一摄像头6及所述第二摄像头7图片信息的计算器8。在本实施例中，所述第一摄像头6与所述第二摄像头7之间的夹角呈45度。根据需求拍摄图片中每个像素点代表的实际长度，不大于100μm；拍摄时长不低于1ms，以保证能够完整的记录放电通道绝缘恢复全过程。所以第一摄像头6以及第二摄像头7采用Sigma长焦镜头和FASTCAM SAX2高速摄影仪。
所述示波器2的输入端与所述电压发生器1的第一输出端连接，示波器2的输出端通过光纤线分别与所述第一摄像头6的控制端、所述第二摄像头7的控制端以及瞬态电流测量装置3的受控端连接。
所述瞬态电流测量装置3的供电端与所述电压发生器1的第二输出端连接；所述瞬态电流测量装置3的输出端、所述第一摄像头6的输出端及所述第二摄像头7的输出端与所述计算器连接。
所述第一纹影装置4与所述第二纹影装置5位于同一水平线，所述第一纹影装置4与所述第二纹影装置5之间设置有所述瞬态电流测量装置3的测量端以及所述第二摄像头7，所述第二纹影装置5的输出端设置有所述第一摄像头6。
工作原理：
示波器2通过电压发生器1的输出电压触发时，生成触发信号；将该触发信号转换呈光信号，经由光纤传输至第一摄像头6、第二摄像头7及瞬态电流测量装置3，并触发第一摄像头6、第二摄像头7及瞬态电流测量装置3同时工作，便可同步获得空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程的图像，还可以获得瞬态电流方便后续的计算及分析。
作为上述方案的改进，所述第一纹影装置4包括:LED光源、扩束透镜、第一主透镜；所述第二纹影装置5包括：第二主透镜、刀口。
其中，第一主透镜与第二主透镜参数相同，但是作用不同，第一主透镜为准直透镜，通过与光源系统配合，保证出射光为平行光；第二主透镜为汇聚透镜，将平行光汇聚于焦点处以供刀口切割。而且主透镜的焦距大于光源尺寸，为保证纹影装置的灵敏度，光源尺寸设计为几mm。放电通道的半径约为0.1～0.3mm，为保证纹影装置能够更为精细地观测放电通道，纹影装置需要较高的空间分辨率(不得低于100μm)，第一主透镜和第二主透镜的焦距不能小于2000mm，第一主透镜和第二主透镜的通光口径取150mm。
所述扩束透镜设置于所述LED光源与所述第一主透镜之间，所述第二主透镜设置于所述第一主透镜与所述刀口之间，所述刀口设置于所述第二主透镜与所述第一摄像头6之间。
具体地，LED光源不具有相干性，有利于纹影图片的分析，为了消除色散的影响，在本实施例中，LED光源采用中心波长为532nm的单色光源，其最大输出照度为230,000Lx。
通过合理设计了第一主透镜以及第二主透镜的焦距和通光口径、光源的类型和功率大小，使得第一摄像头6与第二摄像头7获得的图像更加清晰，有利于同步获得空气间隙放电过程和放电通道绝缘恢复过程的图像。
作为上述方案的改进，瞬态电流测量装置3包括：光电隔离采集单元、采样电阻、铜电极、空心铁磁屏蔽外壳以及衰减探头。在本实施例中，瞬态电流测量装置3距地面1.27m。铜电极与空心铁磁屏蔽外壳之间设置有尼龙绝缘环。
所述光电隔离采集单元的受控端与所述示波器2的输出端连接，所述光电隔离采集单元的输出端通过所述衰减探头与所述采样电阻连接，所述采样电阻的输出端与所述铜电极连接；所述电隔离采集单元、所述采样电阻以及所述衰减探头均设置于所述空心铁磁屏蔽外壳内。
在本实施例中，通过光纤将信号传至控制端，有效抑制了测量端的强电磁干扰。铜电极采用尼龙绝缘环隔离头部放电电极与空心铁磁屏蔽外壳内的装置，使得电极本体所产生位移电流无法流经光电隔离采集单元，位移电流减小约38倍。
作为上述方案的改进，所述装置还包括：电容分压器；所述电容分压器并联于所述电压发生器1两端。
作为上述方案的改进，以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种空气间隙同步观测装置，其特征在于，包括：用于进行放电试验的第一纹影装置及第二纹影装置、用于输出电压触发信号灯的电压发生器、将所述电压发生器的触发信号转换为光测试信号的示波器、受所述光测试信号控制并拍摄所述第二纹影装置的输出端放电通道绝缘恢复过程的第一摄像头、用于拍摄所述第一纹影装置与所述第二纹影装置之间的放电过程的第二摄像头、接收所述光测试信号并测试所述纹影装置的电流的瞬态电流测量装置以及接收所述瞬态电流测量装置测量结果与所述第一摄像头及所述第二摄像头图片信息的计算器；
所述示波器的输入端与所述电压发生器的第一输出端连接，示波器的输出端通过光纤线分别与所述第一摄像头的控制端、所述第二摄像头的控制端以及瞬态电流测量装置的受控端连接；
所述瞬态电流测量装置的供电端与所述电压发生器的第二输出端连接；所述瞬态电流测量装置的输出端、所述第一摄像头的输出端及所述第二摄像头的输出端与所述计算器连接；
所述第一纹影装置与所述第二纹影装置位于同一水平线，所述第一纹影装置与所述第二纹影装置之间设置有所述瞬态电流测量装置的测量端以及所述第二摄像头，所述第二纹影装置的输出端设置有所述第一摄像头。
2.如权利要求1所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，所述第一纹影装置包括:LED光源、扩束透镜、第一主透镜；所述第二纹影装置包括：第二主透镜、刀口；
所述扩束透镜设置于所述LED光源与所述第一主透镜之间，所述第二主透镜设置于所述第一主透镜与所述刀口之间，所述刀口设置于所述第二主透镜与所述第一摄像头之间。
3.如权利要求1所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，瞬态电流测量装置包括：光电隔离采集单元、采样电阻、铜电极、空心铁磁屏蔽外壳以及衰减探头；
所述光电隔离采集单元的受控端与所述示波器的输出端连接，所述光电隔离采集单元的输出端通过所述衰减探头与所述采样电阻连接，所述采样电阻的输出端与所述铜电极连接；
所述电隔离采集单元、所述采样电阻以及所述衰减探头均设置于所述空心铁磁屏蔽外壳内。
4.如权利要求1所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，所述装置还包括：电容分压器；
所述电容分压器并联于所述电压发生器两端。
5.如权利要求1所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，所述第一摄像头与所述第二摄像头之间的夹角呈45度。
6.如权利要求2所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，第一主透镜和第二主透镜的焦距不小于2000mm。
7.如权利要求3所述的空气间隙同步观测装置，其特征在于，所述铜电极与所述空心铁磁屏蔽外壳之间设置有尼龙绝缘环。
Priority Applications (1)
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| CN201921546880.7U CN211402603U (zh) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | 一种空气间隙同步观测装置 |
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| CN211402603U true CN211402603U (zh) | 2020-09-01 |
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Family Applications (1)
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| CN201921546880.7U Active CN211402603U (zh) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | 一种空气间隙同步观测装置 |
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| CN (1) | CN211402603U (zh) |
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2019
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