[发明专利]由高压交变电场感应电流供电的电力架空线路电弧电晕检测系统

说明书

技术领域：本专利涉及一种依靠导体在高压交变电场中形成的感应电流供电的高压电力线路电晕电弧检测系统。具体涉及：依靠导体在高压交变电场中的感应电流自取电；高压架空线路电晕产生的紫外线探测；高压架空线路电晕产生的超声波探测；高压架空线路电弧产生的5KHz-10Khz普通声波探测；高压架空线路热点红外线探测；本发明依靠上述技术实现架空高压电线电弧电晕的分布式检测，属于电力系统在线检测领域。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，对于供电的可靠性要求越来越高。尤其是承担输送大额电力的超高压和特高压线路，其安全性更是关键。经验表明：在电力架空线路发生故障前，一般都会频繁发生电弧或者电晕，这些薄弱环节便成为重点巡检的对象。在国内外目前尚没有廉价精确的高压架空线路电弧电晕在线检测系统，一般用直升机巡检，这样那些暂时性的电弧电晕就很难被发现了。以前有专利公布了利用探测电晕发出的紫外线检测高压绝缘子电晕的方法，而本发明是利用高压架空线路电晕发出的紫外线(240nm-280nm)和超声波(20KHz-60KHz)来检测线路电晕。同时还通过高压电弧发出的普通声音(5KHz-10KHz)来检测电弧的存在，通过探测线路发出的红外线找到线路的发热点。

发明内容：

本发明主要是通过检测高压架空线路电晕发出的紫外光和超声波来探测线路电晕的发生情况，通过探测线路电弧发出的5KHz-10KHz普通声音来检测电弧的发生，同时通过探测线路发出的红外线来探测线路热点。

本发明包括几项具体内容。

通过导体在高压交变电场中的感应电流取电单元：将两片铁板平行放于架空线路最外面的电线下面，此处的场强较强，两片铁板平行于地面，形状一致，上下面积重合，相距1米，其中下面一片铁板紧挨着地，并与大地相连。两片铁板的面积大小刚好使得两片铁板构成的电容大小为0.1微法。通过一个1∶1的变压器的原边把两片铁板连接起来，这样两片铁板在高压交变电场中就会通过变压器原边进行充放电，实现电荷的移动，形成工频电流。电压大小为两块铁板处的高压交变电场强度(铁板间距距离为1米)。在变压器的副边便会有电压存在，通过整流稳压模块后，输出5V直流，供高压线路电弧电晕检测系统使用。

采光单元：采光单元采用导光管(较粗的光纤)来收集光信号，导光管被封在同一条光缆中，前端被分开，分开后处于同一平面，相临之间夹角为10度，这样变形成一个扇形，安装时这个扇面与中心高压导线处于一个平面，有利于光的全面收集，安装时扇面光纤头应安装于杆塔的上部，离电线接头较近的地方，因为电晕电弧经常发生于电线接头处，均压环毛刺处，电线突起处，弯曲处。这样的安装方式便可以重点照顾这些部位又能全面检测。要注意所需要采集的光在光纤中的传输效率，越高越好。

光电转换单元：以紫外线光电转换为例，该单元包括一个透镜和一个紫外线光敏二极管(200nm-400nm)，光透镜把光缆传来的紫外光信号聚焦与一点，该点位于紫外光敏二极管的感光面上，在透镜和紫外线光敏二极管间安装一个紫外线滤光片(窄带滤光片：240nm-280nm)，这样可以滤除太阳发出的紫外光。光敏二极管把光信号变为电信号供单片机采集，从而转化为数字信号。

红外线的光电转换与紫外光的转换基本一样，红外线光电转换中不需要滤光片，直接将透镜出来的光照射到红外光敏二极管感光面上。红外线的采集光纤要能够高效率的传输红外光。

附图说明：

图1为高压交变电场中的导体感应交变电流，从而实现电场感应取电：

1，大地 2，感应取电铁板1 3，感应取电铁板2 4，变压器原边 5，变压器 6，变压器副边接的整流稳压系统

图2为采光系统原理图：

1，导光管光接收平面 2，导光管 3，光缆 4，光线 5，光缆末端的光线

图3为整个检测系统示意图：

1，紫外线 2，红外线 3，能通过紫外线的透镜 4，能通过红外线的透镜 5，紫外窄带滤光片 6，紫外光敏二极管 7，红外光敏二极管 8，无线通讯模块 9，单片机数据处理中心 10，话筒 11，普通防雨型超声波传感器

具体实施方案：

现结合附图给出具体实施例：

现结合图1给出交变电场感应型电源部分，将铁板12与地面平行，并离地面1米高，而铁板23放在地面上，并与大地相连，两片铁板面积正对重合，将变压器5的原边与两个铁板连接，将变压器5的副边接整流稳压模块6，以便提供5V电源。