[发明专利]输电线路上灰密检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网中的用于输电线路灰密的检测装置及方法，属于电力的输配电领域。

背景技术

用于电力输送的输电线以及用于架设输电线的绝缘类器件等长期置于室外的高空中，众所周知，现阶段国内大气受污染比较严重，空气中含有各种工业排放物，像灰尘，盐碱，工业烟尘等，输电线和绝缘类器件运行一定时间之后，在这些器件的表面都会沉积污秽层。该污秽层的物质包含可溶性成分和不溶性成分，其中可溶性成分的含量用盐密(等值盐密度ESDD)表示，不溶性成分用灰密(非可溶性沉积物密度NSDD)表示。灰密值是指附着输电线及绝缘类器件表面不能溶解于水的物质的质量除以表面积的结果，用于定量表示绝缘子表面非可溶性残渣含量。

灰密值的大小关系到电网的安全运行，所以需要精确测量输电线路及器件上的灰密值。传统的测量方法一般都是将被测器件上的污秽层清洗下来，然后利用蒸馏的方法得到重量，再除以器件的表面积从而得到灰密值。可以想象，此方法需要耗费大量的人力物力，即不方便，误差也大。针对这种技术的不足，有人提出了一种全新的测量方法，该方法使用光纤或石英作为传感器，其原理是利用光纤或石英作为光波传导器件，光波在波导中传播是借助全反射进行的，通过将光纤或石英玻璃置于与被测器件相同的环境下，那么光纤或石英玻璃的表面必定也会沉积污秽物层，污秽物层的堆积所带来的结果就是会导致原来的波导内光波传播的全反射发生改变，因为污秽物层会改变界面处的折射率差，没有污秽物时，发生全反射的界面是石英和空气，当具有污秽物时，就会使得原来空气层的折射率发生改变，从而改变界面的折射率差。折射率差的改变就会导致全反射行为的失效，从而会损失部分光能量，由此可以得出灰密值的大小。此方法还有另外一种测量形式，是直接在光纤或石英波导的端面处进行污秽物的沉积，污秽物的沉积会改变反射率的变化，通过检测反射率的变化，由此的得出灰密值的大小，其原理与上述原理基本是一致的。

但是，上述方法均存在着一个缺陷，众所周知，上述方法的原理是污秽物沉积越多，其带来的折射率改变越大，由此能够得出不同的污秽物密度或厚度，从而反演出灰密值。但是，在实际应用中，面临的一个问题就是当污秽物沉积到一定厚度后，光波所能感受到的折射率差却不再发生改变，也即当污秽物的沉积达到一定厚度后，这种方法所测量出的灰密值不再发生变化，也即失去了准确性，甚至严重失效，而本发明正是针对该技术问题而提出来的，以解决当污秽物沉积到一定厚度后的失效问题。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供了一种输电线路上灰密检测装置，其特征在于：包括光波导1，第一光探测器2，第二光探测器3，信号处理器4，其中光波导1的截面长度为检测用激光束直径的3倍以上，光波导1包括位于上部的第一V形槽7和位于下部的第二V形槽6，每个V形槽均具有两个斜面，第一和第二V形槽位置错开相互对置，检测用激光束由光波导1的一端进入到光波导内，然后沿着光波导的纵轴传播入射到第一V形槽7的第一斜面71上，激光束由第一V形槽的第一斜面71分为两束，分别为第一光束和第二光束，其中第一光束透射过第一斜面71入射到第一V形槽的第二斜面72上，最终第一光束被第二斜面72全反射到第一光探测器2上，第二光束被第一斜面71反射之后入射到第二V形槽的第二斜面62上，第二斜面62上镀有全反射膜，第二光束被第二V形槽的第二斜面62反射之后继续在光波导内沿纵轴传播，最终由光波导的另外一端射出并入射到第二光探测器3上，其中第一光探测器和第二光探测器的输出端均通过信号线连接至信号处理器4。

根据本发明的一实施例，所述光波导的材质为石英或塑料。

根据本发明的一实施例，所述光波导的截面为圆形或方形。

根据本发明的一实施例，所述第二斜面62上的全反射膜为金属膜。

根据本发明的一实施例，所述信号处理器4中存储有一个阈值，该阈值表示的是当第一V形槽第一斜面71被覆盖一定厚度的污秽物后第一斜面71的反射率不会发生变化时第二光探测器所检测到的光强值。