本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障檢測領(lǐng)域，特別涉及一種電弧光檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)負(fù)荷需求的提高，要求電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中保證發(fā)供電的安全性和穩(wěn)定性，為用戶提供可靠的電力資源。然而由于電弧短路故障造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的事件時有發(fā)生。為了防止電弧短路故障造成更大危害，一般要求在保護(hù)動作小于100毫秒的時間內(nèi)切除故障。電弧放電過程中伴隨著光效應(yīng)，會輻射紫外到近紅外的光線，通過僅對紫外波段探測的信息，可避免由于可見光變化可能引起的誤判，具有可靠性高的特點。

中國專利申請CN102589689A公開了一種具有自檢功能的光纖電弧光檢測裝置及其檢測方法。該裝置包括弧光探頭、光纖和光電轉(zhuǎn)換單元。其弧光探頭通過光纖和光電轉(zhuǎn)換器連接，弧光探頭的光學(xué)窗口與光纖之間設(shè)置有熒光材料，熒光材料可將紫外光轉(zhuǎn)化成可見光，通過檢測可見光實現(xiàn)對日盲紫外波段的檢測。然而，普通的光學(xué)玻璃對日盲紫外波段吸收強(qiáng)烈，而對日盲紫外玻璃透射率高的光學(xué)材料價格十分昂貴，因此上述專利中的光學(xué)窗口材料必然導(dǎo)致成本上升。中國專利CN204330913U提出的一種新型電弧光探頭的檢測裝置由濾光裝置、熒光片、安裝筒和光纖ST連接件組成。結(jié)構(gòu)較為簡單，成本也較低，但是能夠探測的區(qū)域比較小且靈敏度低。另外，檢測系統(tǒng)靠近電力設(shè)備也比較危險，安全性不佳。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)仍然存在探測范圍和靈敏度不高、成本高、安全性差等問題，需要提供一種新的檢測裝置解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電弧光檢測裝置，旨在同時滿足探測范圍大、靈敏度高、成本低且安全性好的要求。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電弧光檢測裝置，包括聚焦鏡頭、信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)以及連接于所述聚焦鏡頭和所述信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)之間的第一光纖，所述聚焦鏡頭靠近待檢測電弧光區(qū)域的表面設(shè)有可被紫外光激發(fā)產(chǎn)生待檢可見光的熒光粉層；所述信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)包括信號處理模塊及自檢信號發(fā)生模塊；所述熒光粉層被電弧光中的紫外光激發(fā)產(chǎn)生的待檢可見光經(jīng)所述第一光纖傳輸至所述信號處理模塊進(jìn)行電弧光檢測，所述自檢信號發(fā)生模塊發(fā)出的自檢可見光經(jīng)所述第一光纖傳輸至所述聚焦鏡頭并反射，再經(jīng)所述第一光纖傳輸至所述信號處理模塊進(jìn)行自檢。

本發(fā)明所述的電弧光檢測裝置在聚焦鏡頭表面設(shè)置紫外激發(fā)熒光粉層產(chǎn)生待檢可見光，聚焦鏡頭采用對可見光高透射的材料即可，整個光路中不需采用對日盲紫外高透射的光學(xué)材料，大幅降低了成本；由聚焦鏡頭對待檢可見光進(jìn)行聚焦，使可探測范圍增大且靈敏度高；通過第一光纖將信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)引至遠(yuǎn)端，安全性好；還可采用無源光傳感器接收可見光，進(jìn)一步提升其安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的電弧光檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖(一)；

圖2是本發(fā)明實施例提供的電弧光檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖(二)；

圖3是本發(fā)明實施例提供的電弧光檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖(三)；

圖4是本發(fā)明實施例提供的電弧光檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖(四)；

圖5是本發(fā)明實施例提供的電弧光檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖(五)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述：

請參考圖1～2，本發(fā)明實施例提供一種電弧光檢測裝置，用于檢測電力系統(tǒng)的電弧短路故障，其包括聚焦鏡頭1、信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2以及連接于聚焦鏡頭1和信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2之間的第一光纖3，聚焦鏡頭1靠近待檢測電弧光區(qū)域的表面設(shè)有熒光粉層4，該熒光粉層4只能被電弧光中的紫外光激發(fā)產(chǎn)生待檢可見光，而不能被其他波段的光激發(fā)產(chǎn)生可見光。該聚焦鏡頭1是對該待檢可見光高透射的聚焦透鏡。信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2包括信號處理模塊21及自檢信號發(fā)生模塊22。聚焦鏡頭1表面的熒光粉層4被電弧光中的紫外光(具體可以是日盲紫外光)激發(fā)產(chǎn)生的待檢可見光經(jīng)第一光纖3傳輸至信號處理模塊21，以進(jìn)行電弧光檢測。自檢信號發(fā)生模塊22發(fā)出的自檢可見光經(jīng)第一光纖3傳輸至聚焦鏡頭1，并在該聚焦鏡頭1表面反射回傳，經(jīng)過第一光纖3傳輸至信號處理模塊21，以進(jìn)行自檢，判斷檢測裝置是否正常工作。

該電弧光檢測裝置在聚焦鏡頭1表面設(shè)置紫外激發(fā)熒光粉層4產(chǎn)生待檢可見光，聚焦鏡頭1采用對可見光高透射的材料即可，整個光路中不需采用對日盲紫外高透射的光學(xué)材料，大幅降低了成本；由聚焦鏡頭1對待檢可見光進(jìn)行聚焦，使可探測范圍增大且靈敏度高；通過第一光纖3將信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2引至遠(yuǎn)端，安全性好。

在本實施例中，可以采用一安裝筒5固定聚焦鏡頭1和第一光纖3，該安裝筒5具有兩個開口端，其中，聚焦鏡頭1安裝于安裝筒5的一端，第一光纖3的端部固定于安裝筒5的另一端，并且第一光纖3的端面31的中心位于聚焦鏡頭1的焦點處。使紫外激發(fā)熒光粉層4產(chǎn)生的待檢可見光經(jīng)過聚焦鏡頭1可 以聚焦于第一光纖3的端面，進(jìn)而進(jìn)入第一光纖3內(nèi)部。

在本實施例中，信號處理模塊21主要包括用于接收可見光并將其轉(zhuǎn)換為電信號的光傳感器211，以及用于對該電信號進(jìn)行處理的信號處理器212。本實施例優(yōu)選采用無源光傳感器211，防止在檢測裝置靠近電力設(shè)備時發(fā)生危險，提高電弧檢測裝置的安全性。光傳感器211接收待檢可見光和自檢可見光，將其轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號，該電壓或電流信號傳輸至信號處理器212進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生電弧光短路現(xiàn)象，或者判斷該檢測裝置是否出現(xiàn)故障。

進(jìn)一步的，該信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2的具體結(jié)構(gòu)可以有多種，作為第一種可行的實施方式，如圖2，將信號處理模塊21的光傳感器211和自檢信號發(fā)生模塊22裝配于一體，將自檢信號發(fā)生模塊22置于中心，將光傳感器211置于自檢信號發(fā)生模塊22的周圍，自檢信號發(fā)生模塊22輸出的自檢可見光直接進(jìn)入第一光纖3，第一光纖3輸出的待檢可見光和自檢可見光直接投射于光傳感器211的接收面上。

作為第二種實施方式，如圖3，該信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2還包含一分光鏡23，該分光鏡23相對第一光纖3的輸出方向成45度角放置，信號處理模塊21和自檢信號發(fā)生模塊22分設(shè)置于分光鏡23的異側(cè)。在分光鏡23的透射方向設(shè)置信號處理模塊21，至少將信號處理模塊21的光傳感器211設(shè)置于該透射方向，將自檢信號發(fā)生模塊22設(shè)置于該分光鏡23的反射方向。自檢信號發(fā)生模塊22輸出的自檢可見光經(jīng)過分光鏡23反射后經(jīng)過第一光纖3的端面32進(jìn)入第一光纖3，由第一光纖3回傳的自檢可見光和待檢可見光經(jīng)過分光鏡23透射至光傳感器211。

作為第三種實施方式，如圖4，與第二種實施方式不同的是，在分光鏡23的透射方向設(shè)置自檢信號發(fā)生模塊22，在分光鏡23的反射方向設(shè)置信號處理模塊21，自檢信號發(fā)生模塊22輸出的自檢可見光經(jīng)過分光鏡23透射后經(jīng)第一光纖3的端面32進(jìn)入第一光纖3，由第一光纖3回傳的自檢可見光和待檢可見 光經(jīng)過分光鏡23反射至光傳感器211。

作為第四種實施方式，如圖5，信號處理及自檢信號發(fā)生系統(tǒng)2還包括與第一光纖3連接的耦合器24，自檢信號發(fā)生模塊22通過第二光纖25連接耦合器24，信號處理模塊21的光傳感器211通過第三光纖26連接耦合器24。該方案采用全光纖式傳輸，可以提高光能的利用率，進(jìn)一步提高靈敏度。

以上僅是本發(fā)明實施例的幾種可實施方式，但本發(fā)明不局限于上述實施方式。進(jìn)一步的，上述自檢信號發(fā)生模塊22輸出的自檢可見光，僅用于檢測裝置是否正常工作，檢測光路是否出現(xiàn)故障，檢測裝置的自檢通常不與電弧光檢測同時進(jìn)行。而當(dāng)自檢與檢測電弧光的工作同時進(jìn)行時，為了避免信號混淆，可預(yù)先將自檢可見光進(jìn)行合理設(shè)置，使之與待檢可見光的特性不同，以便于信號處理模塊21可以分辨是自檢可見光還是由電弧短路故障引起的待檢可見光，以免影響檢測的準(zhǔn)確性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。