CN104748842A - 一种弧光传感器的在线检测方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种弧光传感器的在线检测方法和***。在弧光传感器的光传感器接收端处耦合光源触发装置，光源触发装置发出光信号；利用光传感器接收端的感光物质对光源触发装置发出的光信号进行反射，通过光纤通道将反射的光信号传递到检测装置；检测装置将接受到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数进行比较，从而判断弧光传感器的运行状态。另外本发明还提供了相应的***。本发明用于在线监测弧光传感器的运行状况，其可以快速、准确地检测出弧光传感器的运行状况，便于及时更换故障弧光传感器，防止弧光保护装置因为弧光传感器的故障而发生拒动。
Description
技术领域
本发明属于电力***领域，特别涉及一种弧光传感器检测方法和***。
背景技术
随着光学技术的发展，利用故障时产生的电弧光作为判据开发的弧光保护装置，因其可以快速、准确的识别出故障，越来越多地应用于中低压开关柜中，用于一次设备的保护。目前，弧光保护装置是通过弧光传感器对故障时所发出的电弧光进行采集，再对光信号等判据进行综合比较分析，从而判断是否发生电弧光故障。因此，作为弧光保护装置的核心部件，弧光传感器运行状况的好坏直接决定了弧光保护装置能否安全、可靠地工作。
作为无源设备，弧光传感器无法实时反馈其自身运行状况。因此，当弧光传感器发生故障后，一旦不能对弧光传感器进行及时更换，弧光传感器将不能对故障发生时所产生的电弧光进行正确采集，进而无法实现弧光保护装置的正确响应。
综上所述，弧光传感器的好坏决定了弧光保护装置的性能，弧光传感器状况的实时监视对于弧光保护装置的正确响应具有重要意义。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种弧光传感器的在线检测方法，专门用于监测弧光传感器的运行状况。其方法依靠耦合于光信号接收端处的光源触发装置，持续发出的光脉冲信号被反射到检测装置，再通过与预设的光学特性参数进行比较判断，以确定弧光传感器是否运行正常。
为了达成上述目的，本发明的技术方案是：一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在弧光传感器的光传感器接收端处耦合光源触发装置，光源触发装置发出光信号；
(2)利用光传感器接收端对光源触发装置发出的光信号进行反射，通过光纤通道将反射的光信号传递到检测装置；
(3)检测装置将接受到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数进行比较，从而判断弧光传感器的运行状态。
上述方案中：所述的步骤(1)中的光源触发装置通过光纤耦合于光传感器接收端处，并持续发出可调的光脉冲信号。
上述方案中：所述的可调的光脉冲信号的调节内容为光脉冲的光学特性，包括但不限于强度、频率、脉宽。
上述方案中：所述步骤(2)中，利用光传感器接收端中的感光物质将光源触发装置所发出的光信号进行反射，并通过弧光传感器的光纤通道将反射出的光信号传递到检测装置中。
上述方案中：所述步骤(3)中，检测装置将所接收到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数包括光脉冲强度参数、频率参数及脉宽参数进行比较，用于判断弧光传感器的运行状况。
上述方案中：所述的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数依据光源触发装置所发出的光脉冲信号的信号特性得出：
其中，光脉冲频率参数和脉宽参数是根据光源触发装置所发出的光脉冲频率和脉宽确定；光脉冲强度参数根据如下公式可得：
Eset＝k0×k1×e
其中，各符号的含义如下：
Eset是光强参数；
k0是可靠系数，整定范围为0.6～0.9；
k1是光信号传输衰减系数，整定范围为0.5～1；
e是光源触发装置所发出的光信号强度。
上述方案中：所述的光强度的比较方法采用光强增量法，即利用光脉冲产生的基于环境光的突增量与光脉冲强度参数进行比较，这样可以排除弧光传感器所处的环境光对检测的干扰。
本发明还提供一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于包括光源触发装置、电弧光传感器、电弧光传感器检测装置，其中：
所述光源触发装置持续发出可调的光脉冲信号，为弧光传感器的检测提供光源信号；
所述电弧光传感器的光传感应接收端内的感光物质将光信号反射，并为光信号的传递提供光纤通道；
所述电弧光传感检测装置用于光信号的接收、转换、判据的计算以及弧光传感器的运行状况判断；
所述电弧光传感检测装置包括光信号接收模块、光电转换模块、计算模块、判断模块；
所述光信号接收模块用于接收传递的光模拟信号；
所述光电转换模块用于将光模拟信号转换为数字信号；
所述计算模块用于根据光电转换模块的结果，计算出光信号判据；
所述判断模块用于根据计算模块的结果，判断弧光传感器是否为正常运行状态，如果光信号判据大于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数则认为弧光传感器正常运行；如果光信号判据小于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数，则认为弧光传感器发生故障。
上述方案中：所述的光源触发装置通过光纤耦合于光传感器接收端处，并持续发出可调的光脉冲信号。
上述方案中：所述的可调的光脉冲信号的调节内容为光脉冲的光学特性，包括但不限于强度、频率、脉宽。
上述方案中：所述的利用光传感器接收端中的感光物质将光源触发装置所发出的光信号进行反射，并通过弧光传感器的光纤通道传递到检测装置之中。
上述方案中：检测装置将所接收到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数包括光脉冲强度参数、频率参数及脉宽参数进行比较，用于实时监测弧光传感器的运行状况。
上述方案中：所述的预设光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数依据于光源触发装置所发出的光脉冲信号的信号特性得出：
其中，光脉冲频率参数和脉宽参数是根据光源触发装置所发出的光信号的脉冲频率和宽度确定；光脉冲强度参数根据如下公式可得：
Eset＝k0×k1×e
其中，各符号的含义如下：
Eset是光强参数；
k0是可靠系数，整定范围为0.6～0.9；
k1是光信号传输衰减系数，整定范围为0.5～1；
e是光源触发装置所发出的光信号强度。
上述方案中：所述的光强度的比较方法采用光强增量法，即利用光脉冲产生的基于环境光的突增量与光脉冲强度参数进行比较，这样可以排除弧光传感器所处的环境光对于检测的干扰。
本发明的有益效果为：本发明用于在线监测弧光传感器的运行状况，其可以快速、准确地检测出弧光传感器的运行状况，便于及时更换故障弧光传感器，防止弧光保护装置因为弧光传感器的故障而发生拒动。
附图说明
图1是本发明中所涉及的弧光传感器在线检测***的结构示意图；图中，a-光源触发装置；b-弧光传感器的光传感器接收端；c-弧光传感器的光纤通道；d-检测装置。
图2是本发明实施例的检测装置逻辑图；图中，e-光脉冲强度判据，f-光脉冲频率判据，g-光脉冲脉宽判据，h-“与”门操作逻辑，i-定时限延时逻辑，j-弧光传感器状况信号。
图3是本发明实施例的检测装置结构图。
具体实施方式
以下结合附图1，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种弧光传感器的在线检测方法，包括如下步骤：
(1)在弧光传感器的光传感器接收端处耦合光源触发装置，光源触发装置发出光信号；
(2)利用光传感器接收端中的感光物质将光源触发装置所发出的光信号进行反射，并通过光纤通道将反射出的光信号传递到检测装置之中；
(3)检测装置将接受到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数进行比较，以判断弧光传感器的运行状况。
以下详细介绍光源触发装置所发出的光信号。光源触发装置所发出的光信号为可调的光脉冲信号，即具有光学特性调节功能的脉冲光源，其可以根据弧光传感器的光纤通道长度等因素对光脉冲的强度、频率以及宽度等进行调节。由于背景光以及弧光均为连续光信号或强光信号，因此选择强度可调的光脉冲信号作为检测光，使得检测光可以不受背景光影响，同时也不会影响电力***故障时产生的弧光信号。
上述方案中传递光信号的光纤通道应与弧光传感器的光纤通道共用，这样才能既监测弧光传感器接收端的状况，又可以同时对弧光传感器的光纤通道的好坏进行检测；
上述方案中预设的光学特性参数应依据光源触发器所发出光信号的光学特性进行计算整定。需要注意的是，图2给出的具体实施方式是较优的实施例，其中，光脉冲强度、频率以及脉宽判据可以同时作用，也可以选择性作用；延时逻辑可以去掉，直接发出弧光传感器运行状况信号。
上述方案中的检测装置可以是独立的弧光传感器检测装置，通过硬节点、通讯、显示等多种方式反映出弧光传感器的运行状态，也可以作为保护装置的一种功能。
采用本发明的方法后，可快速、准确地检测出弧光传感器的运行状况，便于及时更换弧光传感器，防止弧光保护装置因为弧光传感器的故障而发生拒动。
另外，本发明实施例还提供一种弧光传感器的在线检测***，包括光源触发装置、电弧光传感器、电弧光传感器检测装置，其中：
所述光源触发装置持续发出可调的光脉冲信号，为弧光传感器的检测提供光源信号；
所述电弧光传感器的光传感应接收端可以将光信号反射，电弧光传感器的光纤通道为光信号的传递提供途径；
所述电弧光传感检测装置用于光信号的接收、转换、判据的计算以及弧光传感器的运行状况的判断；
所述电弧光传感检测装置，如图3所示，包括光信号接收模块、光电转换模块、计算模块、判断模块；
所述光信号接收模块用于接收传递的光模拟信号；
所述光电转换模块用于将光模拟信号转换为数字信号；
所述计算模块用于根据光电转换模块的结果，计算出光信号判据；
所述判断模块用于根据计算模块的结果，判断弧光传感器是否为正常运行状态，如果光信号判据大于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数则认为弧光传感器正常运行；如果光信号判据小于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数，则认为弧光传感器发生故障。
为了阐述本发明的保护方法，举出以下实施例，此实施例仅对几种弧光传感器的运行情况进行说明：
1)当弧光传感器正常运行时，光源触发装置所产生的光脉冲信号被光传感器接收端中的感光物质反射到弧光传感器的光纤通道，通过光纤通道传递进入检测装置，检测装置将接收到的光信号转换为数字信号，当其大于预设的光学特性参数，检测装置显示弧光传感器正常运行。
2)当弧光传感器的光传感器接收端发生故障时，光源触发装置所产生的光脉冲信号无法被光传感器接收端中的感光物质反射到弧光传感器的光纤通道，检测装置判断出接收的光学特性小于预设的光学特性参数，检测装置显示弧光传感器发生故障。
3)当弧光传感器的光纤通道发生故障时，光源触发装置所产生的光脉冲信号虽然被光传感器接收端中的感光物质反射到弧光传感器的光纤通道，但是无法或者只有少许光信号传递到检测装置，检测装置判断出接收的光学特性小于预设的光学特性参数，检测装置显示弧光传感器发生故障。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，本保护方案中光源触发装置可以通过光纤与光传感器接收端耦合，也可以使得光传感接收端本身具有光源触发功能；光传感器接收端可以采用金属氧化物等感光物质进行光信号的反射；光学特性的判据可以不限于上述几种光学特性，还可以利用光的功率、光的波长等其他光学特性作为判据条件。凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方法基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (14)
1.一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在弧光传感器的光传感器接收端处耦合光源触发装置，光源触发装置发出光信号；
(2)利用光传感器接收端对光源触发装置发出的光信号进行反射，通过光纤通道将反射的光信号传递到检测装置；
(3)检测装置将接受到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数进行比较，从而判断弧光传感器的运行状态。
2.如权利要求1所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的光源触发装置通过光纤耦合于光传感器接收端处，并持续发出可调的光脉冲信号。
3.如权利要求2所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述的可调的光脉冲信号的调节内容为光脉冲的光学特性，包括但不限于强度、频率、脉宽。
4.如权利要求1所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，利用光传感器接收端中的感光物质将光源触发装置所发出的光信号进行反射，并通过弧光传感器的光纤通道将反射出的光信号传递到检测装置中。
5.如权利要求1所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述步骤(3)中，检测装置将所接收到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数包括光脉冲强度参数、频率参数及脉宽参数进行比较，用于判断弧光传感器的运行状况。
6.如权利要求5所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数依据光源触发装置所发出的光脉冲信号的信号特性得出：
其中，光脉冲频率参数和脉宽参数是根据光源触发装置所发出的光脉冲频率和脉宽确定；光脉冲强度参数根据如下公式可得：
Eset＝k0×k1×e
其中，各符号的含义如下：
Eset是光强参数；
k0是可靠系数，整定范围为0.6～0.9；
k1是光信号传输衰减系数，整定范围为0.5～1；
e是光源触发装置所发出的光信号强度。
7.如权利要求5所述的一种弧光传感器的在线检测方法，其特征在于：所述的光强度的比较方法采用光强增量法，即利用光脉冲产生的基于环境光的突增量与光脉冲强度参数进行比较，这样可以排除弧光传感器所处的环境光对检测的干扰。
8.一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于包括光源触发装置、电弧光传感器、电弧光传感器检测装置，其中：
所述光源触发装置持续发出可调的光脉冲信号，为弧光传感器的检测提供光源信号；
所述电弧光传感器的光传感应接收端内的感光物质将光信号反射，并为光信号的传递提供光纤通道；
所述电弧光传感检测装置用于光信号的接收、转换、判据的计算以及弧光传感器的运行状况判断；
所述电弧光传感检测装置包括光信号接收模块、光电转换模块、计算模块、判断模块；
所述光信号接收模块用于接收传递的光模拟信号；
所述光电转换模块用于将光模拟信号转换为数字信号；
所述计算模块用于根据光电转换模块的结果，计算出光信号判据；
所述判断模块用于根据计算模块的结果，判断弧光传感器是否为正常运行状态，如果光信号判据大于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数则认为弧光传感器正常运行；如果光信号判据小于预设的光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数，则认为弧光传感器发生故障。
9.如权利要求8所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：所述的光源触发装置通过光纤耦合于光传感器接收端处，并持续发出可调的光脉冲信号。
10.如权利要求9所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：所述的可调的光脉冲信号的调节内容为光脉冲的光学特性，包括但不限于强度、频率、脉宽。
11.如权利要求8所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：所述的利用光传感器接收端中的感光物质将光源触发装置所发出的光信号进行反射，并通过弧光传感器的光纤通道传递到检测装置之中。
12.如权利要求8所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：检测装置将所接收到的光模拟信号转换成数字信号，与预设的光学特性参数包括光脉冲强度参数、频率参数及脉宽参数进行比较，用于实时监测弧光传感器的运行状况。
13.如权利要求12所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：所述的预设光脉冲强度参数、频率参数和脉宽参数依据于光源触发装置所发出的光脉冲信号的信号特性得出：
其中，光脉冲频率参数和脉宽参数是根据光源触发装置所发出的光信号的脉冲频率和宽度确定；光脉冲强度参数根据如下公式可得：
Eset＝k0×k1×e
其中，各符号的含义如下：
Eset是光强参数；
k0是可靠系数，整定范围为0.6～0.9；
k1是光信号传输衰减系数，整定范围为0.5～1；
e是光源触发装置所发出的光信号强度。
14.如权利要求12所述的一种弧光传感器的在线检测***，其特征在于：所述的光强度的比较方法采用光强增量法，即利用光脉冲产生的基于环境光的突增量与光脉冲强度参数进行比较，这样可以排除弧光传感器所处的环境光对于检测的干扰。
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