本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電弧光檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高可靠電弧光探頭。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)由于各種的短路原因可引起弧光，弧光的產(chǎn)生是空氣中高阻抗電流放電的過程，通常伴隨巨大的光能和熱能釋放。在一條短時(shí)耐受電流25ka和電弧電壓600v的20kv系統(tǒng)中，故障電弧釋放的能量約40.5mj。這個(gè)能量可在1s內(nèi)使40公斤的鐵熔化；高溫造成的氣體膨脹可達(dá)67000倍，直接熔毀開關(guān)柜甚至整套機(jī)組，產(chǎn)生的沖擊波會(huì)以300m/s的速度爆發(fā)，傷害現(xiàn)場(chǎng)工作人員，造成財(cái)產(chǎn)損失。靈敏地探測(cè)弧光并及時(shí)快速切斷故障源對(duì)于保證電力安全運(yùn)行有重要意義。

目前常見的探測(cè)弧光技術(shù)主要有：1）環(huán)形塑料光纖技術(shù)，一般用部分裸露的塑料光纖通過特定的盤繞實(shí)現(xiàn)光的耦合；主要問題是，光耦合效率很差，靈敏度極低，同時(shí)無法有效濾除可見光和其它非弧光光源的干擾，其次工程實(shí)施時(shí)光纖盤繞的差異也會(huì)影響傳感效果，造成工程實(shí)施難度大，容易拒動(dòng)或誤動(dòng)。2）采用定向光學(xué)探頭，這種探頭的光學(xué)玻璃一般是類平面結(jié)構(gòu)，只能探測(cè)垂直于鏡面的特定方向的光；其它方向不靈敏甚至完全無法探測(cè)，造成有故障發(fā)生時(shí)很容易不響應(yīng)從而引起拒動(dòng)。3）采用半球形的光學(xué)探頭，這種探頭的光學(xué)玻璃一般是半球形結(jié)構(gòu)，最大可以探測(cè)180度的范圍，但目前這種探頭內(nèi)無法放置濾波片，因此無法有效規(guī)避可見光和其它非弧光光源的干擾，造成可見光等干擾光照射時(shí)很容易誤判為弧光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高可靠電弧光探頭。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高可靠電弧光探頭，包括感光頭、傳輸光纖連接座和聚光柱，所述感光頭為透紫外光學(xué)玻璃制成的一端封閉另一端開口的中空玻璃管，所述感光頭中空玻璃管的內(nèi)壁表面涂布有熒光層，所述聚光柱設(shè)于所述中空玻璃管的中空內(nèi)腔中，所述傳輸光纖連接座的一端設(shè)有連接傳輸光纖的光纖接口，所述感光頭開口端固定連接在所述傳輸光纖連接座上，通過所述傳輸光纖連接座使所述感光頭中的聚光柱與傳輸光纖連通。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上述熒光層采用銪激活氧化釔，在紫外光照射下產(chǎn)生紅色的光。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上述聚光柱為具有芯層和外層的圓柱棒狀，外層由聚四氟乙烯材料組成，折射率為1.38~1.42，芯層由透明高分子聚合物光學(xué)材料制成，折射率為1.49~1.53。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上述熒光層采用紫外光激發(fā)的藍(lán)光熒光粉，所述聚光柱的芯層摻雜有紫外光或藍(lán)光激發(fā)的紅光熒光粉。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上述傳輸光纖連接座上的光纖接口為標(biāo)準(zhǔn)st光纖接口。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上述聚光柱與所述傳輸光纖連接座之間還設(shè)有干擾光濾光片。所述干擾光濾光片為紅光帶通濾光片。

本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，上高可靠電弧光探頭還包括固定板，所述固定板套設(shè)于所述傳輸光纖連接座的中部，通過光纖接口端的螺母固定于所述傳輸光纖連接座上，所述固定板上設(shè)有安裝電弧光探頭的固定孔。

本發(fā)明具有以下突出的有益效果：

本發(fā)明的高可靠電弧光探頭可以靈敏探測(cè)所需頻帶的光，對(duì)干擾光有明顯抑制作用，同時(shí)對(duì)入射方向不敏感，可以探測(cè)到廣闊范圍的入射光，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)入射方向敏感和有效光探測(cè)不靈敏問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)施例中高可靠電弧光探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)施例中高可靠電弧光探頭的軸面截面剖視圖；

圖中，1-感光頭，2-傳輸光纖連接座，3-干擾光濾光片，4-光纖接口，5-固定板，6-固定孔，7-螺母，8-聚光柱。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:

實(shí)施例1

參見附圖1和附圖2，一種高可靠電弧光探頭，包括感光頭1、傳輸光纖連接座2和固定板5，感光頭1為透紫外光學(xué)玻璃制成的一端封閉另一端開口的中空玻璃管，中空玻璃管的內(nèi)壁表面涂布有熒光層，熒光層采用銪激活氧化釔，在紫外光照射下會(huì)發(fā)紅色的光，聚光柱8設(shè)于中空玻璃管的中空內(nèi)腔中。傳輸光纖連接座2的一端設(shè)有連接傳輸光纖的標(biāo)準(zhǔn)st光纖接口4，感光頭1開口端固定連接在傳輸光纖連接座2上，通過傳輸光纖連接座2使感光頭1的中空內(nèi)腔與傳輸光纖相連通，聚光柱8與傳輸光纖連接座2之間還設(shè)有干擾光濾光片3。干擾光濾光片3為平板片狀結(jié)構(gòu)的紅光帶通濾光片,厚度0.1～3mm，干擾光濾光片3表面有鍍膜。固定板5套設(shè)于傳輸光纖連接座2的中部通過標(biāo)準(zhǔn)st光纖接口端的螺母7固定于傳輸光纖連接座2上，固定板5上設(shè)有固定孔6，用于將高可靠電弧光探頭固定在金屬板或柜體等目標(biāo)物體上。

本實(shí)施例中的傳輸光纖連接座2可以通過將現(xiàn)的光纖法蘭加工而成，保留光纖法蘭一端的光纖接口4，截去另一端的光纖接口4并加工出感光頭1安裝槽，通過高強(qiáng)度膠以膠接方式將干擾光濾光片3和感光頭1固定安裝在傳輸光纖連接座2上。

在使用時(shí)，只需通過固定板5的固定孔6很方便地將高可靠電弧光探頭固定在金屬板或柜體等目標(biāo)物體上。紫外光學(xué)玻璃對(duì)紫外線有高透射率，對(duì)可見光有低透射率。光學(xué)玻璃是一端弧狀封閉的中空管狀結(jié)構(gòu)，從外觀看是黑色不透明的，用紫外光照射的紫外光學(xué)玻璃，紫外光可以穿透該紫外光學(xué)玻璃并使空腔內(nèi)的光致發(fā)光材料發(fā)出特定波長(zhǎng)的光。電弧光產(chǎn)生時(shí)，紫外光通過感應(yīng)頭1的紫外光學(xué)玻璃照射到熒光層上，熒光層在紫外光照射時(shí)會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，聚光柱8將正面和側(cè)面的光進(jìn)行匯聚進(jìn)入干擾光濾光片3。使用紫外光學(xué)玻璃可以解決現(xiàn)有產(chǎn)品中，可見光干擾問題和入射光方向敏感問題無法同時(shí)解決的問題。聚光柱8外觀看是透明的，其作用是接收一端和側(cè)面的入射光，并從另一端射出，實(shí)現(xiàn)光的匯聚作用，和現(xiàn)有產(chǎn)品相比，提高了有效光的接收靈敏度，同時(shí)，不需要做準(zhǔn)直處理，降低了工藝復(fù)雜度，對(duì)插入傳輸光纖的對(duì)準(zhǔn)角度誤差不敏感，增加了光纖接入的可靠性。由于感光頭1為長(zhǎng)管狀的中空玻璃管，因此可探測(cè)范圍比現(xiàn)有的探頭的探測(cè)范圍大，參見附圖2，本實(shí)施例的電弧光探頭可以探測(cè)到圖中α范圍內(nèi)的任意方向入射光，可以看出探測(cè)范圍α>180度，且感光頭1長(zhǎng)度越大，即圖中l(wèi)越大，可探測(cè)范圍α越大。相比現(xiàn)有產(chǎn)品采用的平面探頭或半球形探頭，可探測(cè)更加廣闊范圍的入射光，有效解決了現(xiàn)有產(chǎn)品某些方向的入射光無法探測(cè)問題。同時(shí)，由于感光頭1的中空玻璃管的內(nèi)壁表面涂布有熒光層，和現(xiàn)有產(chǎn)品采用的平面熒光片或熒光光纖相比，該方式不需要準(zhǔn)直，降低了工藝復(fù)雜度，同時(shí)由于入射光照射時(shí)在熒光層上產(chǎn)生了漫散射，而且熒光層本身受激發(fā)出的光也產(chǎn)生了漫散射，因此輸出光強(qiáng)很穩(wěn)定，表現(xiàn)為對(duì)入射光方向不敏感，有效解決了現(xiàn)有產(chǎn)品某些方向的入射光探測(cè)不靈敏的問題。另外，本實(shí)施例的電弧光探頭還設(shè)有干擾光濾光片3，該濾光片3是帶通濾光片3，其中心波長(zhǎng)和熒光層受激發(fā)出的光波長(zhǎng)非常接近，從而實(shí)現(xiàn)了最大程度的濾光效果，允許熒光層產(chǎn)生的光通過并濾除干擾光，和現(xiàn)有產(chǎn)品相比，在解決入射光的特定方向問題的同時(shí)，可以更有效濾除干擾光，從而進(jìn)一步提高了有效光探測(cè)的靈敏度。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中的高可靠電弧光探頭與實(shí)施例1中的不同之處在于：聚光柱8為具有芯層和外層的圓柱棒狀，外層由聚四氟乙烯材料組成，芯層由透明高分子聚合物光學(xué)材料制成，外層折射率在1.38~1.42，芯層折射率在1.50~1.53。熒光層采用紫外光激發(fā)的藍(lán)光熒光粉，也就是在紫外光的照射下激發(fā)產(chǎn)生藍(lán)光的熒光粉，具體可采用銪激活鋁酸鎂鋇，聚光柱8的芯層摻雜有紫外光或藍(lán)光激發(fā)的紅光熒光粉，本實(shí)施例中采用氟鍺酸鎂:錳，本實(shí)施例中在聚光柱8的芯層摻雜熒光劑，能夠提高接收靈敏度。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。