[发明专利]光纤供电的传感系统

说明书

本发明大致上有涉及一光纤供电技术，其被配置为经由光纤向一个或多个种类的一个或多个传感器提供电力和通信。更具体地说，本发明是涉及一种光纤供电的传感系统，其包括可操作地连接到组一供电传感器模块的一激光数据模块，其中该供电传感器模块接收一光，将该光转换成一电力，并且利用该电力为一传感器供电，并且其中供电传感器模块将来自该传感器的信号传输到该激光数据模块。

技术领域

本发明揭示一种光纤供电(power over fiber)技术其具有透过光纤向一个或多个且多种的传感器提供电力和通信的能力。更具体地说，本发明揭示一种能够藉由使用一光伏功率转换器和至少一个传感器来产生电力的传感系统。

背景技术

光纤供电（Power over fiber，PoF）技术透过光（例如激光光，发光二极管(LED)光等）通过光纤电缆向光伏功率转换器（photovoltaic power converter，PPC）供电，该光伏功率转换器将激光光转换为电力为传感器及其他电子组件连续供电。被发射的激光光由光伏功率转换器转换成电力，通过非导电光纤电缆（提供电力）发送到目的地。非导电光纤电缆具有诸如高电压隔离，电噪声抗扰度，雷击风险降低和重量轻等优点。

传感器通常使用在不易获得电源偏远的地方，或者在危险或难以到达的地方，或者在高电压或电噪声的环境中。为这些传感器传统供电的技术包括电池，铜线（当不需要电压隔离或电噪声抗扰度时），隔离变压器以及能量收集（energy harvesting）技术。这些技术各自受到包括操作持续时间（例如电池寿命），噪声敏感度（例如铜线和隔离变压器）和低功率水平（例如低电池功率或能量收集）的限制的影响。

局部放电（Partial discharge，PD）是当导体或绝缘体上的空气被电离时发生的现象，从而导致电晕（即流过电离空气的电流），或者当导体之间发生放电时。局部放电可能会降低开关柜，电气柜，电动机，变压器，发电机或其他高压或中压隔间或电气设备，绝缘子，变电站和其他区域内和其他部件的绝缘，并可能导致灾难性的电弧闪光事件。开关设备或类似设备中的这种故障可能导致停电，设备损坏和伤害。

更具体地说，开关柜通常具有多个高压舱室（high voltage，HV），每个舱室容纳不同的设备，用于不同的功能。通常，局部放电事件最可能发生在绝缘材料劣化的位置，但是它们也可能发生在机械连接点和受到机械磨损的其他位置。在开关柜内，这些机械连接可以是总线连接的地方和/或物理接触点（例如断路器或开关）的地方。温度和湿度都是导致开关柜内发生电气事故的因素。高温表示电流过载或高阻抗，这可能被认为是绝缘击穿的原因，而高湿度将使得绝缘的快速恶化。

对于开关柜，局部放电传统上是透过放置在高压舱室内的天线进行测量的，基本上位于墙上。这些天线“听”声音事件（例如，由火花产生的声音），或者检测由局部放电事件产生的UHF信号。当检测到局部放电事件时，来自检测传感器的相应信号被发送回数据控制器并被用于监视处理。尽管先前描述的局部放电（PD）检测系统能够检测局部放电事件发生的时间，但是它们不能检测事件发生的位置，例如在高电压（HV）舱室内。此外，鉴于上述由局部放电造成的损害，更严密地监测局部放电事件，以便修理或更换损坏的部件是有利的，如果无人看管可能导致电弧闪光，爆炸或起火。然而，在一些地方，例如在开关柜内，传统的局部放电传感器（声波或UV）不能接近局部放电事件的可能位置，或者不容易测量局部放电事件，从而限制了传统的局部放电监测能力。