一种电力系统GIS故障的光学检测装置的制作方法

本发明涉及电力系统的gis故障检测，具体涉及一种电力系统gis故障的光学检测装置。

背景技术：

1、近年来，随着城市化的高速发展及高电压等级电网的大规模建设，由气体绝缘组合电器(gas insulated switch-gear，简称gis)故障引起的电力事故也随之增加，直接影响能源输送通道的安全及整个电网系统的稳定。其中gis故障主要由生产、运输、装配及运行等过程中出现的绝缘缺陷引起。

2、传统的gis的电气绝缘状态诊断主要依赖各类电量或电相关量的测量和分析，例如，针对设备内部放电类故障的超高频、超声及高频电流局部放电检测等，借助于上述检测手段的综合利用，能够解决多数电力设备和输电线路运行中所存在的问题，然而随着电力设备数量和输电线路长度的增长和对运维质量要求的提高，传统的表征测量手段逐渐暴露出一定的局限性。

3、另外局部放电检测也可以作为一种发现绝缘缺陷的有效手段，由于gis设备的局部放电通常伴随产生声、光、电和化学信号，因此理论上可以通过超声检测法、光学检测法、脉冲电流法、超高频法和分解物检测法等方法来进行gis的绝缘缺陷检测。

4、目前在通过光学检测的方式检测gis的绝缘缺陷时，由于光学信号存在能量小、频率低和脉冲窄的问题，因此不能很灵敏的来检测光学信号，进而不能准确可靠的来进行光学信号检测。

技术实现思路

1、鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种电力系统gis故障的光学检测装置，目前在使用光学检测的方式检测gis的绝缘缺陷时不能灵敏、准确和可靠的来检测出现gis缺陷时的光信号。

2、为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种电力系统gis故障的光学检测装置，包括光学信号视场转换单元、信号传输单元、探测单元和处理单元；所述光学信号视场转换单元用于将检测到的大视场光学信号转换为小视场光学信号；所述信号传输单元用于将所述小视场光学信号传输到所述探测单元，所述探测单元基于所述小视场光学信号产生检测光电流；所述处理单元接收所述光电流并对所述光电流进行处理，得到gis故障结果。

3、在某种实施方式中，所述光学信号视场转换单元包括沿光学信号传递方向依次设置的第一凹透镜、第二凹透镜、第三凹透镜、第一双凸透镜、凸凹透镜、凹凸透镜、第二双凸透镜和凸透镜；所述第一凹透镜的凹面朝向所述第二凹透镜的平面，所述第二凹透镜的凹面朝向所述第三凹透镜的凹面；所述第一双凸透镜的右凸面与所述凸凹透镜的凸面接触；所述凸凹透镜的凹面朝向所述凹凸透镜的凹面；所述第二双凸透镜的两个凸面分别与凹凸透镜的凸面和凸透镜的凸面接触。

4、在某种实施方式中，所述信号传输单元包括自聚焦透镜和光纤束，所述小视场光学信号依次经过所述自聚焦透镜和光纤束传递到所述探测单元。

5、在某种实施方式中，所述探测单元包括光谱探测单元和辐射探测单元，所述信号传输单元包括两个光纤束；

6、所述小视场光学信号依次经过所述自聚焦透镜和两个光纤束分别传递到光谱探测单元和辐射探测单元；所述光谱探测单元基于所述小视场光学信号产生光谱检测光电流，所述辐射探测单元基于所述小视场光学信号产生辐射检测光电流，所述处理单元对所述光谱检测光电流和辐射检测光电流进行处理，得到gis故障结果。

7、在某种实施方式中，所述光谱探测单元和辐射探测单元均包括雪崩二极管面阵，所述雪崩二极管面阵包括多个并排设置的雪崩光电二极管，所有雪崩光电二极管并联设置。

8、在某种实施方式中，每个雪崩光电二极管的阳极分别电连接有电容r1和电容c1，所有电阻r1背离所述雪崩光电二极管的阳极的一端互相电连接，所有电容c1背离所述雪崩光电二极管的阳极的一端互相电连接。

9、在某种实施方式中，所述雪崩二极管面阵间隔采集所述小视场光学信号。

10、本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：在实际使用时，本发明通过光学视场转换单元来大范围和大面积的采集光学信号，从而能确保采集到gis出现绝缘故障时的光学信号；另外探测单元基于小视场光学信号来产生检测光电流，这样通过对可处理的检测光电流进行分析可以知道gis故障结果，以此能高灵敏和高准确和高可靠的来实际gis的绝缘缺陷检测。

1.一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，包括光学信号视场转换单元、信号传输单元、探测单元和处理单元；所述光学信号视场转换单元用于将检测到的大视场光学信号转换为小视场光学信号；所述信号传输单元用于将所述小视场光学信号传输到所述探测单元，所述探测单元基于所述小视场光学信号产生检测光电流；所述处理单元接收所述光电流并对所述光电流进行处理，得到gis故障结果。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，所述光学信号视场转换单元包括沿光学信号传递方向依次设置的第一凹透镜、第二凹透镜、第三凹透镜、第一双凸透镜、凸凹透镜、凹凸透镜、第二双凸透镜和凸透镜；所述第一凹透镜的凹面朝向所述第二凹透镜的平面，所述第二凹透镜的凹面朝向所述第三凹透镜的凹面；所述第一双凸透镜的右凸面与所述凸凹透镜的凸面接触；所述凸凹透镜的凹面朝向所述凹凸透镜的凹面；所述第二双凸透镜的两个凸面分别与凹凸透镜的凸面和凸透镜的凸面接触。

3.根据权利要求1所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，所述信号传输单元包括自聚焦透镜和光纤束，所述小视场光学信号依次经过所述自聚焦透镜和光纤束传递到所述探测单元。

4.根据权利要求3所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，所述探测单元包括光谱探测单元和辐射探测单元，所述信号传输单元包括两个光纤束；

5.根据权利要求4所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，所述光谱探测单元和辐射探测单元均包括雪崩二极管面阵，所述雪崩二极管面阵包括多个并排设置的雪崩光电二极管，所有雪崩光电二极管并联设置。

6.根据权利要求5所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，每个雪崩光电二极管的阳极分别电连接有电容r1和电容c1，所有电阻r1背离所述雪崩光电二极管的阳极的一端互相电连接，所有电容c1背离所述雪崩光电二极管的阳极的一端互相电连接。

7.根据权利要求5所述的一种电力系统gis故障的光学检测装置，其特征在于，所述雪崩二极管面阵间隔采集所述小视场光学信号。