一种漏水检测装置和方法与流程

1.本技术涉及特高压直流输电换流阀技术领域，特别是涉及一种漏水检测装置和方法。


背景技术：

2.特高压直流输电换流阀是特高压直流输电技术领域中较为重要的部件，而水冷系统是保证特高压直流输电换流阀正常运行的重要组成部分。如果水冷系统中的冷却水发生泄漏，不仅会严重危害特高压直流输电换流阀的安全运行，影响其冷却散热能力，而且泄漏的冷却水还有可能对特高压直流输电换流阀中处于运行状态的电气设备造成严重损害。
3.因此，如何检测冷却水是否发生泄漏，成为了亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够检测冷却水是否泄漏的漏水检测装置和方法。
5.第一方面，本技术提供了一种漏水检测装置。该装置包括：光检测部件、具有通孔的光栅挡板、集水部件和浮子；光栅挡板设置在浮子上，浮子设置在集水部件中；
6.浮子，用于在集水部件收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板，调整光栅挡板的通孔的位置；
7.光检测部件，用于发射光信号，并根据光信号是否穿过光栅挡板上的通孔确定漏水检测结果。
8.在其中一个实施例中，上述光检测部件包括光发射组件、第一光传输组件、第二光传输组件和光接收组件；第一光传输组件与光发射组件连接，第二光传输组件与光接收组件连接；第一光传输组件与第二光传输组件在光栅挡板两侧对准设置；
9.第一光传输组件，用于将光发射组件发射的光信号传输到光栅挡板的一侧；
10.第二光传输组件，用于检测是否有穿过光栅挡板的通孔的光信号，并在检测到的光信号的情况下，将检测到的光信号传输到光接收组件。
11.在其中一个实施例中，上述光检测部件还包括固定组件；
12.固定组件，用于将第一光传输组件与第二光传输组件固定在光栅挡板两侧，且对准设置。
13.在其中一个实施例中，上述第二光传输组件包括第一光纤、第二光纤和光纤适配器，且第一光纤的芯径大于第二光纤的芯径；
14.第一光纤与第二光纤通过光纤适配器连接，第一光纤与第一光传输组件在光栅挡板两侧对准设置，第二光纤与光接收组件连接。
15.在其中一个实施例中，上述第一光纤为塑料光纤，芯径为1000μm；第二光纤为玻璃光纤，芯径包括200μm、230μm中的至少一种。
16.在其中一个实施例中，上述光接收组件包括依次连接的光接收管、模数转换电路
和控制芯片；
17.光接收管，用于接收第二传输组件检测到的光信号，并根据光信号生成第一功率信号；
18.模数转换电路，用于对第一功率信号进行模数转化处理，得到第二功率信号；
19.控制芯片，用于根据第二功率信号确定漏水检测装置是否异常。
20.在其中一个实施例中，上述控制芯片，具体用于在第二功率信号低于预设阈值时，确定漏水检测装置异常。
21.第二方面，本技术还提供了一种漏水检测方法，应用于漏水检测装置，漏水检测装置包括具有通孔的光栅挡板、浮子和集水部件，浮子在集水部件收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板，调整光栅挡板的通孔的位置，该方法包括：
22.发射光信号；
23.根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果。
24.在其中一个实施例中，上述控制芯片，具体用于在第二功率信号低于预设阈值时，确定漏水检测装置异常。
25.在其中一个实施例中，上述根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果，包括：
26.若检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，则确定冷却水泄漏。
27.在其中一个实施例中，上述方法还包括：
28.在确定冷却水泄漏的情况下，根据检测到的光信号确定漏水检测装置是否异常。
29.上述漏水检测装置和方法，漏水检测装置包括光检测部件、具有通孔的光栅挡板、集水部件和浮子；光栅挡板设置在浮子上，浮子设置在集水部件中；浮子在集水部件收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板，调整光栅挡板的通孔的位置；光检测部件发射光信号，并根据光信号是否穿过光栅挡板上的通孔确定漏水检测结果。本技术通过上述漏水检测装置可以检测出冷却水是否泄漏，不仅便于运维人员提前采取相应措施，而且可以保证特高压直流输电换流阀的安全运行，避免冷却水泄漏对特高压直流输电换流阀中运行状态的电气设备造成严重损害。
附图说明
30.图1为一个实施例中漏水检测装置的结构示意图之一；
31.图2为一个实施例中漏水检测装置的结构示意图之二；
32.图3为一个实施例中漏水检测装置的结构示意图之三；
33.图4为一个实施例中光接收组件的结构示意图；
34.图5为一个实施例中漏水检测方法的流程示意图之一；
35.图6为一个实施例中漏水检测方法的流程示意图之二；
36.图7为一个实施例中漏水检测方法的流程示意图之三。
37.具体实施方式中的附图标号如下：光检测部件10、光栅挡板20、集水部件30、浮子40、光发射组件101、第一光传输组件102、第二光传输组件103、光接收组件104、固定组件105、第一光纤1031、第二光纤1032、光纤适配器1033、光接收管1041、模数转换电路1042、控制芯片1043。
具体实施方式
38.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
39.在一个实施例中，图1为一个实施例提供的漏水检测装置的结构示意图。本技术实施例中，该装置包括光检测部件10、具有通孔的光栅挡板20、集水部件30和浮子40；光栅挡板20设置在浮子40上，浮子40设置在集水部件30中；浮子40，用于在集水部件30收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板20，调整光栅挡板20的通孔的位置；光检测部件10，用于发射光信号，并根据光信号是否穿过光栅挡板20上的通孔确定漏水检测结果。
40.其中，泄漏的冷却水指特高压直流输电换流阀内部的水冷系统中所泄漏的冷却水，而特高压直流输电换流阀是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制。光信号由光检测部件10发射和接收，本技术实施例对光信号的波长和频率不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。浮子40的设计是利用水的浮力特性。
41.当特高压直流输电换流阀内部的水冷系统中的冷却水泄漏时，集水部件30中的浮子40在冷却水浮力的作用下向上浮起，设置在浮子40上的光栅挡板20的位置随之向上变化，光栅挡板20上通孔的位置也随之向上变化。由于光栅挡板20上通孔位置的变化，光检测部件10发射的光信号无法经过光栅挡板20上的通孔，光检测部件10无法接受到光信号，从而确定该特高压直流输电换流阀内部的水冷系统发生冷却水的泄漏。反之，光检测部件10发射的光信号可以经过光栅挡板20上的通孔，光检测部件10可以接收到光信号，从而确定该特高压直流输电换流阀内部的水冷系统未发生冷却水的泄漏。
42.上述漏水检测装置，包括光检测部件、具有通孔的光栅挡板、集水部件和浮子；光栅挡板设置在浮子上，浮子设置在集水部件中；浮子在集水部件收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板，调整光栅挡板的通孔的位置；光检测部件发射光信号，并根据光信号是否穿过光栅挡板上的通孔确定漏水检测结果。本技术实施例通过上述漏水检测装置对冷却水泄漏情况进行检测，不仅便于运维人员提前采取相应措施，而且可以保证特高压直流输电换流阀的安全运行，避免冷却水泄漏对特高压直流输电换流阀中运行状态的电气设备造成严重损害。
43.在一个实施例中，如图2所示，上述光检测部件10包括光发射组件101、第一光传输组件102、第二光传输组件103和光接收组件104；第一光传输组件102与光发射组件101连接，第二光传输组件103与光接收组件104连接；第一光传输组件102与第二光传输组件103在光栅挡板20两侧对准设置；第一光传输组件102，用于将光发射组件101发射的光信号传输到光栅挡板20的一侧；第二光传输组件103，用于检测是否有穿过光栅挡板20的通孔的光信号，并在检测到的光信号的情况下，将检测到的光信号传输到光接收组件104。
44.其中，光发射组件101用于发射光信号，第一光传输组件102和第二光传输组件103用于传输光信号，光接收组件104用于接收光信号。
45.当特高压直流输电换流阀内部的水冷系统中未发生冷却水泄漏时，光发射组件101发射光信号，由于第一光传输组件102与第二光传输组件103在光栅挡板20两侧对准设置，所以光信号可以经过第一光传输组件102穿过光栅挡板20上的通孔，再经过第二光传输
组件103被光接收组件104接收。
46.当特高压直流输电换流阀内部的水冷系统中的冷却水泄漏时，浮子40在冷却水浮力的作用下浮起光栅挡板20，光发射组件101发射光信号，经过第一光传输组件102后被光栅挡板20所遮挡。
47.上述实施例中，光检测部件包括光发射组件、第一光传输组件、第二光传输组件和光接收组件；第一光传输组件与光发射组件连接，第二光传输组件与光接收组件连接；第一光传输组件与第二光传输组件在光栅挡板两侧对准设置；第一光传输组件将光发射组件发射的光信号传输到光栅挡板的一侧；第二光传输组件检测是否有穿过光栅挡板的通孔的光信号，并在检测到的光信号的情况下，将检测到的光信号传输到光接收组件。本技术实施例中光发射组件和光接收组件起到了发射和接收光信号的作用，第一光传输组件和第二光传输组件起到了传输光信号的作用，实现对光信号的实时监测，进一步地，可以判断特高压直流输电换流阀内部的水冷系统中的冷却水是否泄漏。
48.在一个实施例中，如图3所示，上述光检测部件10还包括固定组件105；固定组件105，用于将第一光传输组件102与第二光传输组件103固定在光栅挡板20两侧，且对准设置。
49.其中，固定组件105设置在光栅挡板20两侧，本技术实施例对固定组件的材料不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。
50.为了保证通过第一光传输组件102的光信号可以经过光栅挡板20上的通孔到达第二光传输组件103，因此，第一光传输组件102与第二光传输组件103必须对准设置，被固定组件105固定在光栅挡板20两侧。
51.上述实施例中，光检测部件还包括固定组件；固定组件将第一光传输组件与第二光传输组件固定在光栅挡板两侧，且对准设置，从而使得冷却水未泄漏时，光信号可以顺利通过光栅挡板上的开孔。
52.在一个实施例中，如图3所示，上述第二光传输组件103包括第一光纤1031、第二光纤1032和光纤适配器1033，且第一光纤1031的芯径大于第二光纤1032的芯径；第一光纤1031与第二光纤1032通过光纤适配器1033连接，第一光纤1031与第一光传输组件102在光栅挡板20两侧对准设置，第二光纤1032与光接收组件104连接。
53.其中，光纤适配器采用hp型，为非金属接头，非金属接头的优点是在特高压直流输电换流阀中不会产生悬浮电位，对其电磁场造成不良影响。芯径指光纤的直径，这里的光纤指第一光纤1031和第二光纤1032。光纤适配器1033用于连接第一光纤1031和第二光纤1032，其类型由第一光纤1031和第二光纤1032的光纤连接器决定，光纤连接器设置在第一光纤1031和第二光纤1032的末端。
54.当第一光纤1031和第二光纤1032采用同样的光纤连接器时，光耦合效率高；反之，当第一光纤1031和第二光纤1032采用不同的光纤连接器时，光耦合效率低。
55.通常情况下，第一光传输组件102采用的光纤的芯径与第二光传输组件103的芯径匹配，在第一光传输组件102与第二光传输组件103相对时，光纤间因要通过光栅挡板20，所以存在缝隙，第一光传输组件102在缝隙处向各个方向发散发射光信号，而第二光传输组件103只能接收到其中的一部分，光耦合效率较低，光耦合效率就是指出光端与入光端的功率比值，也就是在耦合过程中损耗了多少光信号的能量。因此，本技术实施例设置第二光传输
组件103包括第一光纤1031和第二光纤1032，且第一光纤1031的芯径大于第二光纤1032的芯径，这样，第一光纤1031可以接收第一光传输组件102向外发散的大部分光信号，从而提高光耦合效率。
56.第一光传输组件102传输的光信号通过光栅挡板20上的通孔后，经由第一光纤1031到第二光纤1032，最终被光接收组件104所接收，第一光纤1031和第二光纤1032由光纤适配器1033连接。
57.上述实施例中，光纤适配器采用hp型，为非金属接头，可以避免使用金属连接器在特高压直流输电换流阀中产生悬浮电位，从而对其电磁场造成不良影响，使得特高压直流输电换流阀运行更加可靠。第二光传输组件包括第一光纤、第二光纤和光纤适配器，且第一光纤的芯径大于第二光纤的芯径，减少了光信号的能量损耗，提高了光耦合效率，同时也提高了漏水检测装置的可靠性。第一光纤与第二光纤通过光纤适配器连接，光纤适配器的类型由光纤连接器决定，当两种光纤采用同样的光纤连接器时，光耦合效率也得到了提高。
58.在一个实施例中，如图3所示，上述第一光纤1031为塑料光纤，芯径为1000μm；第二光纤1032为玻璃光纤，芯径包括200μm、230μm中的至少一种。
59.不同的材料具有不同的光衰减性能和温度应用范围。其中，塑料光纤是优异的短距离数据传输介质，由高透明聚合物如聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)作为芯层材料，pmma、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤。玻璃光纤一般是指由掺杂石英芯和掺杂石英包层组成的光纤，这种光纤有很低的损耗和中等程度的色散，目前通信用光纤绝大多数是玻璃光纤。玻璃光纤是以二氧化硅为主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。玻璃系列光纤，具有低耗、宽带的特点。
60.第一光纤1031为塑料光纤，芯径为1000μm；第二光纤1032为玻璃光纤，其芯径可以是200μm、还可以是230μm，本技术实施例对此不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。第一光传输组件102为玻璃光纤，其芯径包括200μm、230μm中的至少一种。
61.上述实施例中，第一光纤为塑料光纤，芯径为1000μm，使用大芯径的第一光纤可以提高光耦合效率，克服了采用小芯径光纤时，光信号在传输过程中衰减的问题。
62.在一个实施例中，如图4所示，光接收组件104包括依次连接的光接收管1041、模数转换电路1042和控制芯片1043；光接收管1041，用于接收第二传输组件103检测到的光信号，并根据光信号生成第一功率信号；模数转换电路1042，用于对第一功率信号进行模数转化处理，得到第二功率信号；控制芯片1043，用于根据第二功率信号确定漏水检测装置是否异常。
63.其中，光接收管1041带有mon引脚，引脚就是从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线，所有的引脚就构成了这块芯片的接口，引脚可划分为脚跟(bottom)、脚趾(toe)、脚侧(side)等部分，本技术实施例的mon引脚具有光功率监视功能，当光接收管1041上的mon引脚监视到第二传输组件103传输的光信号时，光接收管1041可以根据光信号生成第一功率信号。
64.模数转换电路1042将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。模数转换过程包括采样、保持、量化和编码四个步骤。其中，采样是将时间上连续变化的模拟量转换成时间上离散的模拟量，采样过程符合采样定理，将第一功率信号x(t)输入取样器，取样脉冲为s(t)，输出信号为y(t)，本技术实施例中指第二功率信号；
设取样脉冲s(t)的频率为fs，输入第一功率信号x(t)的最高频率为f
max
，则必须满足fs≥2f
max
，从而y(t)才可以正确的反映输入信号，通常取fs＝(2.5～3)f
max
；由于模数转换需要一定的时间，在每次采样后，需要把采样的第二功率信号保持一段时间；将采样保持一段时间后的第二功率信号归化为量化单位的整数倍的过程称为量化，量化单位是数字量最小单位所对应的最小量化值；编码是用二进制代码表示各个量化电平的过程。上述采样和保持由模数转换电路1042完成，量化和编码是在模数转换电路1042转换过程中实现的。
65.控制芯片1043是主板或者硬盘的核心组成部分，是联系各个设备之间的桥梁，也是控制设备运行工作的大脑，负责i/o总线之间的通信，如pci总线、usb、lan、ata、sata、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。控制芯片1043的类型有philips、sigmate、telechips、skylark和炬力等，本技术实施例对此不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。控制芯片1043具有加载、运行和解码的功能。模数转换电路1042将转换后的第二功率信号发送至控制芯片1043，控制芯片1043使用加载、运行和解码功能得到第二功率信号的信息，根据该信息确定漏水检测装置是否异常。
66.光接收管1041接收第二传输组件103检测到的光信号，并根据光信号生成第一功率信号，模数转换电路1042对第一功率信号进行模数转化处理，得到第二功率信号，控制芯片1043根据第二功率信号确定漏水检测装置是否异常。
67.上述实施例中，光接收管带有光功率监视功能，可以将光信号生成第一功率信号，从而可以对光信号的能量进行量化，通过模数转换电路将第一功率信号转换成第二功率信号，有利于后续控制芯片对第二功率信号进行分析，从而确定漏水检测装置是否异常，异常的情况下，采取相应措施进行处理。
68.在一个实施例中，如图4所示，上述控制芯片1043，具体用于在第二功率信号低于预设阈值时，确定漏水检测装置异常。
69.其中，预设阈值可以根据实际情况进行设置，本技术实施例对此不作详细限定。例如，运维人员可以在漏水检测装置使用前进行多次测试，得到合适的阈值。漏水检测装置异常的情况不止一种，可能是光纤松动，还可能是漏水检测装置老化出现故障或漏水检测装置中存在污秽出现故障等。
70.当第二功率信号低于预设阈值时，运维人员则可以确定漏水检测装置出现异常情况，当异常情况为光纤松动时，可将光纤重新安装；当异常情况为漏水检测装置老化出现故障时，可进行维修处理或在特高压直流输电换流阀检修时进行漏水检测装置的更换；当异常情况为漏水检测装置中存在污秽出现故障时，可对漏水检测装置进行清洁处理。
71.上述实施例中，控制芯片在第二功率信号低于预设阈值时，确定漏水检测装置异常，从而运维人员可以对异常的原因进行具体分析，便于在特高压直流输电换流阀检修时进行漏水检测装置的更换、清洁或维修等。
72.图5为一个实施例提供的漏水检测方法的流程示意图。本技术实施例涉及的是漏水检测方法的具体过程，应用于漏水检测装置，漏水检测装置包括具有通孔的光栅挡板、浮子和集水部件，浮子在集水部件收集到泄漏的冷却水后，浮起光栅挡板，调整光栅挡板的通孔的位置，可以包括如下步骤：
73.s501，发射光信号。
74.漏水检测装置包括光检测部件，光检测部件包括光发射组件，由光发射组件用于
发射光信号。本技术实施例对光信号的波长和频率不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。
75.s502，根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果。
76.光检测部件还包括第一光传输组件、第二光传输组件和光接收组件；第一光传输组件与光发射组件连接，第二光传输组件与光接收组件连接，第二光传输组件可以检测是否有穿过光栅挡板的通孔的光信号，并在检测到的光信号的情况下，将检测到的光信号传输到光接收组件。
77.光接收组件根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果，若未检测到穿过光栅挡板的光信号，则冷却水泄漏，若检测到穿过光栅挡板的光信号，则冷却水未泄漏。
78.上述实施例中，发射光信号，根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果，若未检测到穿过光栅挡板的光信号，则冷却水泄漏，若检测到穿过光栅挡板的光信号，则冷却水未泄漏，根据该方法，可以实现对冷却水泄漏情况的实时监测，提前发现漏水检测装置的异常状态。
79.在一个实施例中，如图6所示，上述根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果，包括：
80.s503，若未检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，则确定冷却水泄漏。
81.其中，光栅挡板设置在浮子上，浮子的设计是利用水的浮力特性。
82.光检测部件若未检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，则冷却水泄漏，浮子浮起光栅挡板，光信号被光栅挡板上的通孔所遮挡。
83.上述实施例中，若未检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，则确定冷却水泄漏，说明该漏水检测装置可以对漏水进行实时监测。
84.在一个实施例中，如图7所示，上述根据是否检测到穿过光栅挡板的通孔的光信号，确定漏水检测结果，还包括：
85.s504，根据检测到的光信号确定漏水检测装置是否异常。
86.光接收组件根据检测到的光信号确定漏水检测装置是否异常。漏水检测装置异常的情况不止一种，可能是光纤松动，还可能是漏水检测装置老化出现故障或漏水检测装置中存在污秽出现故障等。当异常情况为光纤松动时，可将光纤重新安装；当异常情况为漏水检测装置老化出现故障时，可进行维修处理或在特高压直流输电换流阀检修时进行漏水检测装置的更换；当异常情况为漏水检测装置中存在污秽出现故障时，可对漏水检测装置进行清洁处理。
87.当第二功率信号低于预设阈值时，运维人员则可以确定漏水检测装置出现异常情况，当异常情况为光纤松动时，可将光纤重新安装；当异常情况为漏水检测装置老化出现故障时，可进行维修处理或在特高压直流输电换流阀检修时进行漏水检测装置的更换；当异常情况为漏水检测装置中存在污秽出现故障时，可对漏水检测装置进行清洁处理。当第二功率信号不低于预设阈值时，运维人员则可以确定漏水检测装置正常，则继续使用该漏水检测装置进行漏水检测。
88.上述实施例中，根据检测到的光信号确定漏水检测装置是否异常，漏水检测装置异常时，运维人员则可以采取相应的措施，便于在检修时对漏水检测装置进行更换。
89.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
90.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。