一种用于放电检测的光电传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于放电检测的光电传感器，包括传感器外壳、窗口、二次窗片、紫外光敏元件、温湿度传感器和信号处理电路，所述的紫外光敏元件、所述的温湿度传感器和所述的信号处理电路设置在所述的传感器外壳中，所述的传感器外壳上设有窗口和用于与外界温湿度交换的通孔，所述的窗口处设置有用于将窗口封闭并导入紫外光信号的二次窗片；所述的紫外光敏元件和所述的温湿度传感器与信号处理电路相连。本实用新型专利技术的优点在于其在使用过程中能够进行表面清洁，不损害核心光敏元件，使用寿命较长，可以降低使用成本，且在检测过程中能够辅助判断柜内放电故障产生的原因。够辅助判断柜内放电故障产生的原因。够辅助判断柜内放电故障产生的原因。

【技术实现步骤摘要】
一种用于放电检测的光电传感器


[0001]本技术涉及光电检测
，尤其涉及一种用于放电检测的光电传感器。

技术介绍

[0002]电力领域中，10kV、35kV等中压开关柜、环网柜、箱式变压器（装于柜内）以及干式变压器（装于柜内）是目前常用的高压设备。这些高压设备经常会因为柜内湿度过高或者凝露等问题而出现放电现象，而放电会产生对地短路，严重时甚至会引起燃烧爆炸。为了保证这些高压设备的安全使用，需要对这些高压设备的放电现象进行检测。
[0003]放电过程中通常会产生波段为80
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280nm的紫外光，而太阳光中该波段的紫外光在穿越大气层时，会被臭氧层吸收殆尽，到达地面时这个波段的光强基本为零，普通的照明灯具一般不会产生这个波段的光，因此，在放电过程中对该波段的紫外光进行检测，能够成功避免太阳光和普通灯光的干扰，可实现对高压设备放电现象的检测，且误检和误报率极低。此外，由于紫外光检测无需接触高电压部件，使用起来非常安全。故此，当前基于紫外光来检测放电现象的技术得到了广泛的研究。
[0004]现有的用于柜内空间放电检测的光电传感器通常采用紫外光敏元件来实现，但为了使用方便，通常采用的紫外光敏元件经过一次窗片封装后直接裸露设置在高压设备的柜内。一次窗片是紧靠核心探测器敏感单元上的一层玻璃介质，其与光敏元件一起封装作为一个整体，一旦出现问题，需要将光敏元件和一次窗片整体进行更换，更换成本较高。高压设备处于长时间的连续运行，导致元件表面发生积灰、凝露现象的概率非常高，由于紫外光敏元件属于比较脆弱敏感而且贵重的光学元件，当其表面被严重污染后，会影响检测灵敏度。如果检修时采用擦拭等方式来清洁其表面灰垢，极易划伤甚至损坏贵重的光敏元件，若直接更换光敏元件，代价又非常高。此外，目前用于放电检测的光电传感器中没有采用设置温湿度传感器的方式对柜内的空气温湿度信号进行检测，无法知晓是否因为湿度过高造成柜内放电，进而无法实现对柜内放电故障产生的原因进行辅助判断。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是在提供一种利用温湿度传感器可辅助判断柜内放电故障发生原因的基础上，还可在使用过程中能够进行表面清洁，不损害核心光敏元件，使用寿命较长，可以降低使用成本的用于放电检测的光电传感器。
[0006]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，包括传感器外壳、窗口、二次窗片、紫外光敏元件、温湿度传感器和信号处理电路，所述的紫外光敏元件、所述的温湿度传感器和所述的信号处理电路设置在所述的传感器外壳中，所述的传感器外壳上设有窗口和用于与外界温湿度交换的通孔，所述的窗口处设置有用于将窗口封闭并导入紫外光信号的二次窗片；所述的紫外光敏元件和所述的温湿度传感器与信号处理电路相连。
[0007]作为优选方案之一，所述的紫外光敏元件包括元件壳体、敏感单元和一次窗片，所
述的敏感单元位于所述的元件壳体内，所述的一次窗片位于敏感单元正上方，所述的一次窗片和所述的二次窗片均可透过280nm以下的紫外光，所述的二次窗片位于所述的敏感单元和所述的一次窗片的正上方。
[0008]作为优选方案之一，所述的紫外光敏元件包括元件壳体和敏感单元，所述元件壳体可透过280nm的紫外光，所述的二次窗片位于所述的敏感单元和所述的元件壳体的正上方。
[0009]作为优选方案之一，所述的二次窗片为硬质平板玻璃，或者硬质凸透镜、菲涅尔透镜、非球面透镜中的一种。
[0010]作为优选方案之一，所述的二次窗片通过螺纹圈压接在窗口上或者通过粘结方式固定在窗口上。
[0011]作为优选方案之一，所述的紫外光敏元件为半导体紫外探测器、光电倍增管、光电雪崩二极管中的一种，且对280nm以下的紫外光敏感。
[0012]作为优选方案之一，所述的信号处理电路包括紫外信号调理电路、数据采集电路和通信电路，所述的紫外信号调理电路与所述的紫外光敏元件连接，所述的数据采集电路分别与所述的紫外信号调理电路和所述的温湿度传感器相连接，所述的通信电路与所述的数据采集电路连接，所述的紫外信号调理电路用于为所述的紫外光敏元件提供工作电源并获取所述的紫外光敏元件输出的脉冲或者电压信号，所述的数据采集电路用于分别采集所述紫外光敏元件输出的脉冲或者电压信号和所述的温湿度传感器输出的数字信号，并发送给所述的通信电路，所述的通信电路接收数据采集电路采集的信号，并传输至监测中心。
[0013]作为优选方案之一，所述的紫外信号调理电路采用高压电路或者偏置电路来实现。
[0014]作为优选方案之一，所述的通信电路留有有线通信接口或者无线通信接口，采用有线通信方式或者无线通信方式将所述的紫外光敏元件的输出脉冲信号或者电压信号传输至监测中心。
[0015]综上所述，运用本技术用于放电检测的光电传感器的技术方案，至少具有如下的有益效果：与现有技术相比，本技术的优点在于所述放电检测的光电传感器表面采用的二次窗片，便于擦除灰尘、灰垢，保护贵重的紫外光敏元件不被灰尘和露滴影响；也可以通过更换二次窗片，避免直接更换核心的紫外光敏元件，降低更换成本。另外，本技术的放电检测告警方法通过实际测量信号与阈值进行比较，并通过统计高于阈值信号的次数进行严重放电告警，告警依据更为科学。
[0016]为使本技术构思和其他技术目的、优点、特征及作用能更清楚易懂，将在下文具体实施方式中特举较佳实施例，并配合附图，作出详细展开说明。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为光电传感器结构示意图；
[0019]图2为紫外光敏元件第一种实施方式的结构示意图；
[0020]图3为紫外光敏元件第二种实施方式的结构示意图；
[0021]图4为聚光透镜类型的二次窗片的第一种实施方式结构示意图；
[0022]图5为聚光透镜类型的二次窗片的第二种实施方式结构示意图；
[0023]图6为聚光透镜类型的二次窗片的第三种实施方式结构示意图；
[0024]图7为信号处理电路的结构框图；
[0025]图8为放电检测告警方法与步骤的流程图。
[0026]附图标记说明：1
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传感器外壳，2
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传感器外壳窗口，3
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二次窗片，31
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凸透镜，32
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菲涅尔透镜，33
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非球面透镜，4
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紫外光敏元件，41
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元件外壳，42
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敏感单元，43
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一次窗片，5
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信号处理电路，51
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，包括传感器外壳、窗口、二次窗片、紫外光敏元件、温湿度传感器和信号处理电路，所述的紫外光敏元件、所述的温湿度传感器和所述的信号处理电路设置在所述的传感器外壳中，所述的传感器外壳上设有窗口和用于与外界温湿度交换的通孔，所述的窗口处设置有用于将窗口封闭并导入紫外光信号的二次窗片；所述的紫外光敏元件和所述的温湿度传感器与信号处理电路相连。2.根据权利要求1所述一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，所述的紫外光敏元件包括元件壳体、敏感单元和一次窗片，所述的敏感单元位于所述的元件壳体内，所述的一次窗片位于敏感单元正上方，所述的一次窗片和所述的二次窗片均可透过280nm以下的紫外光，所述的二次窗片位于所述的敏感单元和所述的一次窗片的正上方。3.根据权利要求1所述一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，所述的紫外光敏元件包括元件壳体和敏感单元，所述元件壳体可透过280nm的紫外光，所述的二次窗片位于所述的敏感单元和所述的元件壳体的正上方。4.根据权利要求1所述一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，所述的二次窗片为硬质平板玻璃，或者硬质凸透镜、菲涅尔透镜、非球面透镜中的一种。5.根据权利要求1所述一种用于放电检测的光电传感器，其特征在于，所述的二次窗片通过螺纹圈压接在窗...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴礼刚，吴振江，陈登科，黄雄，刘立峰，
申请(专利权)人：宁波阿贝尼红外技术有限公司，
类型：新型
国别省市：