[发明专利]一种基于光纤传输的激光触发系统

说明书

本发明提供一种基于光纤传输的激光触发系统，包括激光器、耦合器、光纤和放电间隙；所述激光器发出的激光进入耦合器，经过耦合器耦合的激光通过光纤传输到放电间隙。本发明提供一种基于光纤传输的激光触发系统，采用光纤传输纳秒级激光后，可以实现激光脉冲的长距离任意路径传输，并提高了放电间隙触发的可靠性；本发明提供的激光触发系统应用广泛，应用该激光触发系统开展了大量的触发放电实验研究，取得了丰富的试验数据，为激光触发间隙的研究以及工程应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种基于光纤传输的激光触发系统。

背景技术

自2001年开始，中国电力科学研究院开始自主研发交流输电线路串联补偿成套设备，目前所有设备均实现国产化，并具有完全自主知识产权。火花间隙作为串补电容器组和金属氧化物限压器的主保护设备，在串补成套设备中占据重要地位，是串联补偿装置安全可靠的关键设备。

激光触发间隙放电一般多应用于脉冲功率领域的开关技术中，用于降低开关抖动、减小触发时延等。在电力系统中，放电间隙应用也较为广泛，其中一个重要的应用即交流输电线路串联补偿装置中的火花间隙。火花间隙是串补装置中的主要保护设备，为串补电容器组和限压器提供主保护，虽然不同公司提供的火花间隙工作原理有所不同，但是基本上都属于控制触发型(或称为强制触发型)火花间隙。把激光触发气体间隙放电应用到串补火花间隙中，可以更好地控制间隙放电，并大幅提高串补间隙的工作可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于光纤传输的激光触发系统，采用光纤传输纳秒级激光后，可以实现激光脉冲的长距离任意路径传输，并提高了放电间隙触发的可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于光纤传输的激光触发系统，所述激光触发系统包括激光器、耦合器、光纤和放电间隙；所述激光器发出的激光进入耦合器，经过耦合器耦合的激光通过光纤传输到放电间隙。

所述激光器发出的激光和经过耦合器耦合的激光均为纳秒级激光。

所述放电间隙包括高压电极和低压电极，所述高压电极和低压电极采用的材料均为铜。

所述低压电极上设有通孔，所述通孔为圆孔，所述圆孔的直径为3～10mm。

所述激光器发出的纳秒级激光进入耦合器进行耦合，经过耦合的纳秒级激光通过光纤传输到放电间隙，所述光纤和低压电极之间设有透镜，经过透镜的纳秒级激光通过圆孔，实现纳秒级激光直接触发放电间隙放电或纳秒级激光聚焦到高压电极表面触发放电间隙放电。

所述高压电极和低压电极之间的距离为10～30mm。

所述所述高压电极和低压电极之间的距离为15～25mm。

所述激光器为气体激光器，所述气体激光器为灯泵脉冲激光器。

所述耦合器为定向耦合器。

所述光纤为毫米级石英光纤。

所述放电间隙为空气间隙。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

1)光纤传输纳秒级激光，进而由激光触发的放电间隙具有不受大气环境影响的优点；

2)采用光纤传输纳秒级激光后，可以实现纳秒级激光的长距离任意路径传输；

3)采用光纤传输纳秒级激光后，提高了空气间隙触发的可靠性；

4)本发明提供的激光触发系统应用广泛，应用该激光触发系统开展了大量的触发放电实验研究，取得了丰富的试验数据，为激光触发间隙的研究以及工程应用奠定了基础。

附图说明