本实用新型涉及绝缘子串的绝缘状态监测领域，更具体地，涉及一种光纤式电流测量装置。
背景技术：
如今，随着工农业的大力发展，严重加剧了我国的大气污染，使得输电线路污闪问题也日趋严重。污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。
目前，监测污闪的一种重要方法就是结合测量的漏电电流与环境条件，判断绝缘子表面污秽积聚的过程，是一种开展“状态检修”的实用手段。对污闪进行监测也就是对绝缘子或绝缘子串的绝缘状态进行监测。目前国内的污闪监测系统大多数都是采用的电子式传感器来采集漏电电流，传输采集数据主要采用的是GPRS等无线通信方式。这种方式存在两个缺点：第一，通过电子式传感器采集电流需要供电；第二，GPRS等无线通信传输的距离有限，一旦传输距离较长时，需要架设基站进行中继，同时，雷雨天气也会对其产生极大的影响。
技术实现要素：
本实用新型提供一种克服现有对污闪进行监测时，电流采集端需要供电、信号传输距离短以及无法适应恶劣天气等问题的光纤式电流测量装置。
根据本实用新型的一个方面，提供一种光纤式电流测量装置，包括：罗氏线圈、压电陶瓷、待测光纤和光频域反射仪；
所述罗氏线圈缠绕设置于绝缘子串中的任两个相邻绝缘子间的电流母线外表面；所述罗氏线圈具有第一输出端和第二输出端；
所述压电陶瓷具有第一输入端、第二输入端、第一固定点和第二固定点；所述第一输入端通过导线与所述第一输出端连接，所述第二输入端通过导线与所述第二输出端连接；
所述待测光纤，分别在所述第一固定点和第二固定点处，通过粘胶与所述压电陶瓷连接；
所述光频域反射仪，与所述待测光纤连接。
优选地，所述罗氏线圈的内径大于所述电流母线的外径，所述电流母线位于所述罗氏线圈的中心线处。
优选地，所述待测光纤为单模光纤。
优选地，所述光频域反射仪包括：马赫曾德干涉仪、线性扫频光源、固定反射镜、光电探测器和频谱仪；
其中，所述马赫曾德干涉仪具有第一输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端；所述第一输入端通过光纤与所述线性扫频光源连接，所述第一输出端通过光纤与所述固定反射镜连接，所述第二输出端与所述待测光纤连接，所述第三输出端通过光纤与所述光电探测器的输入端连接；
所述频谱仪通过导线与所述光电探测器的输出端连接。
优选地，所述装置还包括：与所述频谱仪电连接的上位机以及与所述上位机电连接的报警器。
本实用新型提供的一种光纤式电流测量装置，通过采用罗氏线圈采集绝缘子串的泄漏电流，进而获知绝缘子串的绝缘状态。由于罗氏线圈本身与被测电路没直接的电联系，因此具有良好的电气绝缘性；并且，不存在铁芯饱和问题，测量范围宽、频带宽、测量准确度高。采集泄露电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此本实用新型在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。通过将待测光纤选取为单模光纤，更利于信号的远距离传输。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例提供的一种光纤式电流测量装置的结构示意图；
图2为根据本实用新型实施例提供的一种罗氏线圈在采集泄漏电流时的模拟场景图；
图3为根据本实用新型实施例提供的一种光频域反射仪的结构图；
其中，
1-罗氏线圈； 2-绝缘子； 3-电流母线；
4-压电陶瓷； 5-待测光纤； 6-光频域反射仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图1为根据本实用新型实施例提供的一种光纤式电流测量装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：
罗氏线圈1、压电陶瓷4、待测光纤5和光频域反射仪6；
所述罗氏线圈1缠绕设置于绝缘子串中的任两个相邻绝缘子2间的电流母线3外表面；所述罗氏线圈1具有第一输出端和第二输出端；
所述压电陶瓷4具有第一输入端、第二输入端、第一固定点和第二固定点；所述第一输入端通过导线与所述第一输出端连接，所述第二输入端通过导线与所述第二输出端连接；
所述待测光纤5，分别在所述第一固定点和第二固定点处，通过粘胶与所述压电陶瓷4连接；
所述光频域反射仪6，与所述待测光纤5连接。
罗氏线圈是一种特殊结构的空心线圈，其优点在于：本身与被测电路没直接的电联系，良好的电气绝缘；不存在铁芯饱和问题，测量范围宽、频带宽、测量准确度高。
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，其化学性质稳定，不受潮湿和其它大气条件的影响，而且可做成任何形状和大小，极化方向可自由选择，具有很强的适应性。由于压电陶瓷非常“坚硬”，所以具有很大的承载能力。
罗氏线圈1可以以非接触性的方式采集绝缘子串泄漏电流。具体地，当泄漏电流通过罗氏线圈1时，由于电磁感应，在罗氏线圈1产生感应电动势。将感应电动势加载在压电陶瓷4的两端，从而使得压电陶瓷4产生伸长或压缩的形变。由于压电陶瓷4的两端固定了待测光纤5，因此，压电陶瓷4的形变带动待测光纤5产生伸长或压缩的形变。通过利用光频域反射仪6，测得压电陶瓷4所固定的待测光纤5的应变量。根据应变量的变化曲线得到实时的加载于压电陶瓷4两端的感应电动势，从而再根据泄漏电流与感应电动势之间的关系得到泄漏电流的大小。
需要说明的是，绝缘子串的泄漏电流穿过罗氏线圈1，罗氏线圈1产生感应电动势，感应电动势与泄漏电流具有一次线性关系。然后将感应电动势加载在压电陶瓷两端，压电陶瓷4的伸缩量与感应电动势具有一次线性关系。由于压电陶瓷4的两端固定了待测光纤，因此，压电陶瓷4的形变带动待测光纤5产生伸长或压缩的形变，即待测光纤5的应变量与压电陶瓷4的伸缩量相等。利用光频域反射仪6将待测光纤5的应变量计算出来，从而根据待测光纤5的应变量获知压电陶瓷4的伸缩量，根据压电陶瓷4的伸缩量获知感应电动势，根据感应电动势U获知泄漏电流。根据泄漏电流，对绝缘子串的绝缘状态进行监测。
本实用新型提供的一种光纤式电流测量装置，通过采用罗氏线圈采集绝缘子串的泄漏电流，进而获知绝缘子串的绝缘状态。由于罗氏线圈本身与被测电路没直接的电联系，因此具有良好的电气绝缘性；并且，不存在铁芯饱和问题，测量范围宽、频带宽、测量准确度高。采集泄露电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此本实用新型在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。
图2为根据本实用新型实施例提供的一种罗氏线圈在采集泄漏电流时的模拟场景图，如图2所示，所述罗氏线圈1的内径大于所述电流母线3的外径，所述电流母线3位于所述罗氏线圈1的中心线处。
需要说明的是，流经电流母线3中的泄漏电流为i1(t)，RS为电阻，电阻RS两端引出的导线分别为第一输出端和第二输出端。
本实施例通过罗氏线圈以非接触性的方式采集绝缘子串泄漏电流，由于其本身与被测电路没直接的电联系，因此具有良好的电气绝缘性；并且，不存在铁芯饱和问题，测量范围宽、频带宽、测量准确度高。
基于上述实施例，所述待测光纤为单模光纤。
单模光纤是指中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，且只能传一种模式的光纤。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。
本实施例提供的装置，通过将待测光纤选取为单模光纤，更利于信号的远距离传输。
基于上述实施例，图3为根据本实用新型实施例提供的一种光频域反射仪的结构图，如图3所示，所述光频域反射仪包括：马赫曾德干涉仪、线性扫频光源、固定反射镜、光电探测器和频谱仪。
其中，所述马赫曾德干涉仪具有第一输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端；所述第一输入端通过光纤与所述线性扫频光源连接，所述第一输出端通过光纤与所述固定反射镜连接，所述第二输出端与所述待测光纤连接，所述第三输出端通过光纤与所述光电探测器的输入端连接。
所述频谱仪通过导线与所述光电探测器的输出端连接。
具体地，所述线性扫频光源作为源端，应在需要监控的时间范围内，向所述马赫曾德干涉仪发送以频率ω0为中心进行线性扫频的连续光。
所述马赫曾德干涉仪，用于将所述连续光分为第一光束和第二光束；将所述第一光束发射至所述固定反射镜，将所述第二光束发射至所述待测光纤；并接收所述固定反射镜反射回的参考光和所述待测光纤返回的信号光。
连续光进入马赫曾德干涉仪后分成两束，一束经固定反射镜返回，其光程是固定的，称为参考光，另一束则进入待测光纤，由于待测光纤存在折射率的微观不均匀性，会产生瑞利散射，其中部分后向散射光满足待测光纤数值孔径，向注入端返回，称为信号光。
所述光电探测器，用于接收所述参考光和所述信号光，并将所述参考光和所述信号光转换为电信号。
所述频谱仪，用于根据所述电信号，统计所述待测光纤的应变量，以获取加载于压电陶瓷两端的感应电动势，并通过加载于压电陶瓷两端的感应电动势，获取所述泄漏电流。
基于上述实施例，该装置还包括：与所述频谱仪电连接的上位机以及与所述上位机电连接的报警器。
当所述泄漏电流超过电流阈值时，所述报警器报警。
电流阈值根据具体场景而选定，本实施例对此不作限定。
报警器优选地设置在监测端，实时的携带有泄漏电流的信息通过局域网传输到监测端的电脑。当泄漏电流超过电流阈值时，监测端的报警器报警。
本实用新型提供的一种光纤式电流测量装置，通过采用罗氏线圈采集绝缘子串的泄漏电流，进而获知绝缘子串的绝缘状态。由于罗氏线圈本身与被测电路没直接的电联系，因此具有良好的电气绝缘性；并且，不存在铁芯饱和问题，测量范围宽、频带宽、测量准确度高。采集泄露电流时无需供电，信号采用光纤传输，因此本实用新型在恶劣天气条件下具有更好的鲁棒性且有效的提高了信号传输的距离，节约建设成本。通过将待测光纤选取为单模光纤，更利于信号的远距离传输。
最后，本实用新型的方案仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。