基于LED光纖電流傳感器的污穢泄漏電流在線監(jiān)測的研究.pdf

1、變電站及輸電線路中電氣設(shè)備的防止污閃工作一直都是電力運行工作中的關(guān)鍵部分，為了防止污閃發(fā)生，需要對電氣設(shè)備的污穢情況進行檢測，檢測污穢的方法中最為準(zhǔn)確的測量方法是檢測絕緣子表面的泄漏電流，通過對泄漏電流的實時檢測，以此可以動態(tài)的反映絕緣子表面的污穢情況。目前，隨著智能電網(wǎng)的大力普及，光纖電流傳感器(OFS)憑借優(yōu)越的電氣特性逐漸替代傳統(tǒng)的的電磁傳感器而被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，光纖電流傳感器已成為電力系統(tǒng)中檢測電流中最具前景和最活躍的發(fā)展方向

2、。
　　 泄漏電流的測量是進行電氣設(shè)備預(yù)防污閃工作的重要基礎(chǔ)，將光纖電流傳感器應(yīng)用于電力系統(tǒng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易多路復(fù)用；抗惡劣環(huán)境、抗電磁干擾、抗化學(xué)腐蝕；在傳感點無需用電、可以長距離分布式傳感；可低成本大規(guī)模生產(chǎn)等諸多優(yōu)點，使用光纖電流傳感器可以克服測量時強電磁環(huán)境的干擾，從而為線路的污閃防治絕緣配合提供精確的原始數(shù)據(jù)。因而本文首先設(shè)計了一種基于發(fā)光二極管(LED)的單向半波LED光纖電流傳感器，用于選擇

3、性的測量泄漏電流的正、負(fù)半周波，然后在此基礎(chǔ)上對其進行改進和完善，分析了LED光纖電流傳感器的工作原理，優(yōu)化設(shè)計處理電路，研制了雙向全波LED光線電流傳感器，為使用光纖電流傳感器進行泄漏電流在線監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。
　　 由于LED具有發(fā)光特性和單向?qū)ㄌ匦裕?jīng)過合理設(shè)計電路，使用LED對電流進行電光轉(zhuǎn)換，使傳感器能夠選擇性的測量泄漏電流的正、負(fù)半周波，后續(xù)采用硅探測器與放大器的組合電路完成光電轉(zhuǎn)換，得到便于測量的電壓信號。測試表明

4、，單向半波LED光纖電流傳感器的響應(yīng)度可以達到40mV/mA，檢測頻帶在1～10kHz左右；改進設(shè)計的雙向全波LED光纖電流傳感器，使用兩個LED分別測量電流的正半周波和負(fù)半周波，然后通過使用差分電路將正、負(fù)兩個半周波合成為全波波形。經(jīng)過對雙向全波LED光纖電流傳感器的特性進行測試分析，驗證了該傳感器可以準(zhǔn)確實現(xiàn)泄漏電流的前期分路檢測，中期光電傳輸，后期信號整合為完整的電信號。通過最后的泄漏電流測試，證實基于LED的光纖電流傳感器可實現(xiàn)