[发明专利]一种变电激光除冰的激光波长优选方法及装置

说明书

本发明公开了一种变电激光除冰的激光波长优选方法及装置，该方法包括：设置样品池，利用不同波长的激光分别照射样品池，并在样品池的输入端、反射端以及输出端分别设置第一功率计、第二功率计以及第三功率计，以分别测试样品池的输入功率、样品池反射的反射功率以及样品池透出的透射功率；分别测试样品池中为冰和待测设备时的样品池的输入功率、样品池反射的反射功率以及样品池透出的透射功率，并根据三个功率分别计算得到每种波长的激光下的样品池中物品为冰时的吸收率δ_水，以及样品池中物品为待测设备时的吸收率δ_设，进而根据ρ＝δ_水/δ_设计算并选出ρ最大对应的激光波长。本发明可快速获得不同的材质的设备在冰层下适合除冰的激光波长。

技术领域

本发明涉及电网防护技术领域，尤其涉及一种变电激光除冰的激光波长优选方法及装置。

背景技术

大范围雨雪冰冻造是电网安全运行的最大灾害。变电设备外绝缘覆冰会导致绝缘子闪络，线路跳闸以及变电站失压停运，严重影响电网安全稳定运行。例如：2008年冰灾中，多座220kV及以上变电站因支柱绝缘子冰闪而停运；2016年，湖南220kV芦家变等变电站因冰闪停运。

因此，电网设备外绝缘发生覆冰后，进行安全有效的快速带电除冰具有重要意义。利用激光的高能量、方向性好的特点，可远距离进行除冰，但是激光波长不同，H₂O分子对不同波长激光的吸收率不同，同时输变电设备对不同波长激光的反射率也不相同，如何找到一种既能被水分子容易吸收，又不被输变电设备吸收的波长对激光除冰有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种变电激光除冰的激光波长优选方法及装置，用以解决输变电设备对不同波长激光的反射率以及覆冰层的H₂O分子对不同波长激光的吸收率不同导致难以选择合适的波长进行激光除冰的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变电激光除冰的激光波长优选方法，包括以下步骤：

设置样品池，利用不同波长的激光分别照射样品池，并在样品池的输入端、反射端以及输出端分别设置第一功率计、第二功率计以及第三功率计，以分别测试样品池的输入功率、样品池反射的反射功率以及样品池透出的透射功率；

分别测试样品池中为冰和待测设备时的样品池的输入功率、样品池反射的反射功率以及样品池透出的透射功率，并根据三个功率分别计算得到每种波长的激光下的样品池中物品为冰时的吸收率δ_水，以及样品池中物品为待测设备时的吸收率δ_设，进而根据ρ＝δ_水/δ_设计算并选出ρ最大对应的激光波长。

优选地，吸收率δ_水以及吸收率δ_设，通过下式计算得到：

δ＝P1-P2-P3/P1；

其中，δ为样品池中的物品的吸收率，P1为分光片输出的激光功率；P2为样品池反射的反射功率；P3为样品池透出的透射功率。

优选地，样品池的输入端的前端设置有分光片和聚焦和准直透镜，测试光源发出的不同波长的激光通过分光片调节功率后经聚焦和准直透镜后照射至样品池中；

第一功率计设置于分光片处并用于测试分光片输出的激光功率。

优选地，不同波长的激光至少包括：波长分别为793nm、888nm、976nm、1030nm、1973nm、2800nm以及3500nm的激光。

优选地，测试样品池中为冰时的样品池的吸收率δ_水，包括测试不同厚度的冰时的吸收率δ_水。

本发明还提供一种变电激光除冰的激光波长优选装置，包括：