[发明专利]一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置

权利要求书

1.一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，包括设备端(1)、绝缘杆(2)和光学电场传感器(3)，其特征在于，所述设备端(1)内从右至左依次安装有计算机(4)、模拟除法器(5)、滤波器(6)、光电转换器(7)、发光二极管(8)和蓄电池(9)，所述设备端(1)上设置有收纳室(10)，所述光学电场传感器(3)内设置有底板(13)，所述底板(13)的顶部安装有Pokeles元件(15)，所述Pokeles元件(15)的两端分别安装有四分之一波片(14)和检偏器(16)，所述发光二极管(8)通过光纤一(11)与四分之一波片(14)连接，所述检偏器(16)通过光纤二(12)与光电转换器(7)连接，所述设备端(1)的前侧安装有数字显示器(17)和操作按键(18)，所述计算机(4)内设置有数据库(19)。

2.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：实现步骤如下：

步骤一：偏振光产生；来自发光二极管(8)(λ＝0.86)的光通过光纤一(11)和四分之一波片(14)进Pokeles元件(15)(Bi4Ge3O2晶体简称BGO)，在四分之一波片(14)的作用下，发光二极管(8)的光变为圆偏振光；

步骤二：偏振光分解；入射的偏振光进入BGO晶体中，由于BGO晶体中Pockels效应的作用，偏振光沿X3轴射入BGO晶体后，分解为两束线偏振光，(Pockels效应为线性效应，只存在于某些不具有对称中心的晶体，当入射光沿BGO晶体光轴入射，不加电场时，入射光在BGO晶体内不发生双折射，加电场后，BGO晶体感生双折射，光的相位发生变化，通过检测相位差可以反映电场强度)；

步骤三：方向改变；步骤二中的两束线偏振光的传播方向一致，其偏振方向分别平行于BGO晶体的X轴和Y轴，由于两束线偏振光在BGO晶体中的传播速度不同，随着光束在BGO晶体中的传播，两束线偏振光的相位差逐渐增大，由BGO晶体出射后其相位差达最大，因两双折射光束的偏振方向不一致，它们不能直接产生干涉，为了检测这个相位差，利用检偏器(16)将这两双折射光束的偏振方向变为一致，使其成为同频率、同方向的相干光束，产生干涉，这样，就把相位调制光变成了振幅调制光，将相位的检测变成了光强的检测；

步骤四：光电转换；同频率、同方向的两双折射光束通过光纤二(12)进入光电转换器(7)，光电转换器(7)把干涉光强变成电信号，滤波器(6)对电信号中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电信号并传递给模拟除法器(5)；

步骤五：数字处理；模拟除法器(5)通过数学模型的构建，将检测到的光强转化成电场强度的实际值并以数字信号传递给计算机(4)；

步骤六：电场强度显示；计算机(4)对数字信号进行处理，并通过数字显示器(17)将电场强度实际值显示出来，并存入数据库(19)。

3.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述收纳室(10)上安装有收纳室门(20)。

4.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述设备端(1)的顶部安装有把手(21)。

5.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述光学电场传感器(3)安装在绝缘杆(2)的一端。

6.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述计算机(4)通过监测电路分别与操作按键(18)和模拟除法器(5)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述计算机(4)通过指令电路分别与数字显示器(17)和发光二极管(8)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种超特高压线路绝缘子电场分布监测装置，其特征在于：所述蓄电池(9)通过供电电路分别与计算机(4)、模拟除法器(5)、滤波器(6)、光电转换器(7)、发光二极管(8)和数字显示器(17)电性连接。