[发明专利]一种除冰激光器波长优化选择方法及系统

说明书

本发明涉及电网防护领域，公开了一种除冰激光器波长优化选择方法及系统，以在不同的输变电设备选择设备反射率高并且水分子吸收高的激光波长，满足带电安全除冰需求；本发明的方法包括：将激光器发射的激光束按照设定比例分成两路；通过功率计实时监测其中一路激光，将另一路激光入射到待除冰目标物；调整待除冰目标物的摆放角度，调节激光束和发射功率，记录功率计的监测值；测量待测目标物的反射功率和透射功率，计算待测目标物在该在该波长和该发射功率下对激光束的吸收系数；改变设定的波长和入射激光角度，重复上述步骤，得到待测目标物在不同的波长和入射激光角度下对激光束的吸收系数集，并计算待测目标物的反射率曲线。

技术领域

本发明涉及电网防护领域，尤其涉及一种除冰激光器波长优化选择方法及系统。

背景技术

大范围雨雪冰冻是电网安全运行的最大灾害，变电设备外绝缘覆冰会导致绝缘子闪络、线路跳闸和变电站失压停运，严重影响电网安全稳定运行。在某次冰灾中，多座220kV及以上变电站因支柱绝缘子冰闪而停运；此外，因冰闪导致停运的情况时有发生；因此，电网设备外绝缘发生覆冰后，安全有效的快速带电除冰具有重要意义。

现有的变电设备的除冰方法主要有以下几类：人工机械除冰，该种除冰方法无法带电除冰，并且会对设备造成损伤；高温热水蒸汽除冰，该种除冰方法无法带电除冰；热风融冰，该种除冰方法能量消耗较大，绝缘设计复杂；激光除冰，该种除冰方法可远距离带电除冰，但目前仅仅在输电线路上进行了尝试。由于激光可能会透过水分子而被输变电设备吸收，损伤设备，因此目前需要寻找一种水分子吸收率高，而绝缘子反射率高的激光波长，以保证激光除冰的安全性。本专利发明了一种优选不同波段的激光波长方法，在不同的输变电设备选择设备反射率高并且水分子吸收高的激光波长，满足带电安全除冰需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种除冰激光器波长优化选择方法及系统，以在不同的输变电设备选择设备反射率高并且水分子吸收高的激光波长，满足带电安全除冰需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种除冰激光器波长优化选择方法，包括以下步骤：

S1：将激光器发射的激光束按照设定比例分成两路；通过功率计实时监测其中一路激光，将另一路激光入射到待除冰目标物；

S2：调整待除冰目标物的摆放角度，通过波长调节器按照设定的波长调节激光束，同时通过功率调节器按照设定的功率调节激光束的发射功率，记录功率计的监测值；

S3：测量待测目标物的反射功率和透射功率，通过所述反射功率和所述透射功率计算待测目标物在该波长和该发射功率下对激光束的吸收系数；

S4：改变设定的波长和入射激光角度，重复上述步骤S2-S3，得到待测目标物在不同的波长和入射激光角度下对激光束的吸收系数集，并计算待测目标物的反射率曲线。

优选地，所述S1中，所述将激光器发射的激光束按照设定比例分成两路采用分光镜实现，其中，分光镜将所述激光束按照1：99的比例分成两路，其中，相对较少的一路激光束为第一激光束，相对较多的一路激光束为第二激光束。

优选地，通过功率计实时监测所述第一激光束，将所述第二激光束入射到待除冰目标物。

优选地，所述S2中，所述调整待除冰目标物的摆放角度具体包括：每次以10°为角度调整单位对待除冰目标物的摆放角度进行调整。

优选地，设待除冰目标物对激光束的吸收率为A1，功率计的监测值为P1，待测目标物的反射功率为P2，待测目标物的透射功率为P3，A1的计算公式为：

A1＝(99×P1-P2-P3)/99×P1×100％。

优选地，设待测目标物对激光束的吸收系数为a(1)，待测目标物的厚度为h,a(1)的计算公式为：