[发明专利]基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备电气性能测试的工作领域。具体是基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置。

背景技术

在目前的市场上，在高电压设备上进行电气测试时，同步电压频率信号的方法有：电压互感器取信号法、电容分压器取信号法、阻容分压器取信号法、电流互感器取电流信号后进行相位换算法等。

电压互感器取信号法、电容分压器取信号法、阻容分压器取信号法适用于高电压设备停电测试工作，电压互感器二次侧取信号法还适用于变电站内设备带电测试工作，而在输电线路上及远离变电站的场所，则一般采取电流信号同步法后进行相位换算或者是因无法同步而不能进行测试。

对于电流信号同步法后进行相位换算测试法，在电力系统中，由于线路阻抗的关系，电流信号与电压信号存在一定的相位差，该差值因线路参数、负荷情况、测试位置的不同而发生变化，因此电流信号同步法提取到的信号与应知的电压信号存在难以准确测量的相位差，在特殊测试中容易导致在后续的信号分析过程中存在一定的误判断。

目前未见有与本发明同类装置的报导。

发明内容

本发明的目的是提供基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置，着重解决野外高电压设备带电测试工作中获取并同步主网电压信号的难题，也适用于电气测试中任何需要获取电压信号的工作。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置，该装置由手持式绝缘工器具、高压BGO光学晶体、高压光纤、光电转化及输出器构成。

所述手持式绝缘工器具，其一端为手持端，由操作人员进行手持操作或固定在需要的位置；其中间部分是硬质绝缘件；其另一端为高压端，装有机械装置，用于固定高压BGO光学晶体，机械装置的设计满足高压BGO光学晶体的拆装要求和固定强度要求。

所述高压BGO光学晶体，是电场信号转化为光信号的传感器，其固定在手持式绝缘工器具的高电压端，由手持式绝缘工器具移动至输电线路高压电极附近，它通过高压光纤与光电转化及输出器连接，形成检测的光回路。

所述高压光纤，内含光输入和光输出的光信号通道，仅作为光路传输通道用，其一端连接到光电转化及输出器，一端与高压BGO光学晶体连接，联通两者间的光路。

所述光电转化及输出器，内含有电源、光源、起偏器、检偏器、光电转换器、电信号输出接口部件，其与高压光纤直接连接，形成光源-起偏器-高压光纤输入通道-高压BGO光学晶体-高压光纤输出通道-检偏器的光学回路，它的作用是产生原始的光信号，通过分析原始光信号经过高压BGO光学晶体后的光变化情况，提取其中的光信息，并形成系列相应的电压波形信号，最后将电压波形信号输出供同步用。

本发明的优点：

1.测量方式灵活：本装置在测试时，由于手持式绝缘工器具、高压光纤均满足高压绝缘测试要求，因此，高压BGO光学晶体的空间位置具有随意性，只要放置在能感应出电压信号波形的位置，即能满足需求，而不需强迫性的放置到一定的位置。

2.应用范围广泛：当空间位置固定时，根据有限元理论计算和分压器检验，以及电压值与电场强度的线性关系，可以将本设备当光PT（光学电压互感器）使用，可以通过波形，还原一次电压和频率及谐波的情况。

3.波形响应快速：由于电气设备的频率为50-60Hz，而本设备的理论采样率为3GHz，因此能完全满足测试频率要求。经过测试，设备可以跟踪采样雷电波的波形，并能实时还原，没有时差。

4.安全可靠无干扰：由于高压BGO光学晶体和高压光纤均为玻璃材料，绝缘性能良好，放置到高压设备的邻近空间后不会造成空间电场畸变等不良干扰，更不会造成局部放电等不良后果，保证了测试的准确性，也确保了测试过程不会造成不良后果。

附图说明

图1是本发明基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置结构示意图。

图中，手持式绝缘工器具1、高压BGO光学晶体2、高压光纤3、光电转化及输出器4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

本发明基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置的结构如图1所示，装置由手持式绝缘工器具1、高压BGO光学晶体2、高压光纤3、光电转化及输出器4构成。