СОЛНЕЧНО-СЛЕПОЙ ОБЪЕКТИВ

В настоящее время актуальной задачей электроэнергетики является создание способов и устройств для качественной и количественной дистанционной регистрации состояния элементов высоковольтных установок переменного тока. Признаком нарушения качества изоляции является возникновение коронного разряда.
Коронный разряд на высоковольтных установках и на протяженных участках линий электропередач (ЛЭП) особенно сильно проявляется при повышенной влажности и в условиях сильных загрязнений и дефектов элементов высоковольтных установок (например, электроизоляторов на ЛЭП).
Сильное электрическое поле, возникающее при коронном разряде, ионизирует воздух и возбуждает молекулы азота, что приводит к возникновению ультрафиолетовой радиации. Данная проблема особенно остро стоит для высоковольтных линий электропередачи. Следить за коронными разрядами необходимо потому, что неоднородности электрического поля возникают именно в том месте, где у линии передачи электроэнергии имеется дефект. На высоковольтных линиях появление коронного разряда приводит, по крайней мере, к потерям электричества. Однако появление коронного разряда является не просто свидетельством уже случившейся неполадки, но и предвестником более крупных неприятностей, вплоть до аварии на линии электропередачи или трансформаторной подстанции.
Воздушные линии электропередачи напряжением 35 кВ и выше являются основными в системах передачи электроэнергии. Поэтому дефекты и неисправности, происходящие на них, требуют особого внимания. Анализ аварий воздушных линий показывает, что ежегодно происходят многочисленные отказы линий в результате изменения свойств материала проводов и их контактных соединений: разрушение проводов из-за коррозии и вибрационных воздействий, истирание, износ, усталостные явления, окисление и др. Кроме того, с каждым годом растет число повреждений фарфоровых, стеклянных и полимерных изоляторов.
В связи с этим дефекты и неисправности линий электропередачи должны быть своевременно обнаружены, локализованы и устранены.
В настоящее время для инспекции линий электропередач получают широкое распространение ультрафиолетовые камеры, которые представляют собой устройства, использующиеся для обнаружения коронных разрядов на высоковольтном и электрооборудовании при наличии солнечной освещенности. Объективы таких камер гасят солнечное излучение и называются в связи с этим солнечно- слепыми. Известно устройство, предназначенное для обнаружения ультрафиолетового излучения (Заявка на патент РФ №2006141513, опубл. 27 мая 2008, МПК G02B 13/14). Устройство содержит корпус, входную и выходную линзы, входной и выходной оптические блоки.
Однако недостатком известного устройства является недостаточно высокая степень фильтрации излучения в видимой области спектра, что приводит к неудовлетворительному подавлению фонового излучения.
Задачей настоящего изобретения является преодоление указанного недостатка.
Техническим результатом изобретения является создание объектива для устройств обнаружения коронного разряда, который обеспечивает получение необходимой информации о состоянии элементов установок высокого напряжения, например изоляторов высоковольтных сетей, в любых условиях солнечной инсоляции.
2
4
2
2
4
2
Поставленные задача и технический результат достигаются тем, что в солнечно-слепом объективе, содержащем корпус, входную и выходную линзы, входной и выходной оптические блоки по направлению излучения, между входным и выходным блоками установлены два кристаллических фильтра, имеющих различные полосы пропускания. В качестве первого кристаллического фильтра по направлению излучения применен фильтр с диапазонами пропускания от 0.22 до 0.32 мкм и от 0.45 мкм до 0.60 мкм, а в качестве второго кристаллического фильтра по направлению излучения применен фильтр с диапазонами пропускания от 0.20 мкм до 0.40 мкм и от 0.60 мкм до 1.0 мкм. Соответственно, первый фильтр может представлять собой монокристалл гексагидрата сульфата цезия-никеля CsNi(SO)·6HO, a второй монокристалл гексагидрата сульфата калия-кобальта КСo(SO)·6НО.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фигуре приведена принципиальная оптическая схема объектива. В передней части корпуса объектива установлена входная линза 1. За входной линзой размещен оптический блок 2, содержащий набор стекол-фильтров, снабженных интерференционными покрытиями. Далее размещены два кристаллических фильтра 3 и 4, за ними располагается выходной оптический блок 5, содержащий стекла-фильтры. За выходным оптическим блоком установлены фокусирующие линзы 6-8.
Данный объектив функционирует следующим образом. Ультрафиолетовое излучение от исследуемого объекта, например от изоляторов высоковольтной линии электропередач, поступает на входную линзу 1, фокусирующую световой пучок и направляющую его на входной оптический блок 2. Названный блок обеспечивает фильтрацию части лучей видимого диапазона спектра и их направление на кристаллические фильтры 3 и 4. Кристаллический фильтр 3 имеет полосу пропускания в диапазоне от 0.22 до 0.32 мкм и от 0.45 до 0.60 мкм, т.е. обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей и частичное подавление излучения в видимой области. Кристаллический фильтр 4 имеет полосу пропускания в диапазоне от 0.22 до 0.32 мкм и от 0.60 мкм до 1.0 мкм, обеспечивает подавление излучения в диапазоне спектра от 0.45 до 0.60 мкм. За кристаллическим фильтром 4 световой пучок поступает на входной блок 5 и фокусирующие линзы 6-8, обеспечивающие его фокусирование на рабочей поверхности фотоприемника.
2
4
2
2
4
2
Комбинация двух таких фильтров позволяет обеспечить полную фильтрацию излучения в диапазоне спектра от 0.32 мкм до 1.00 мкм для любого типа фотокатодов, который устанавливается за фокусирующими линзами 6, 7 и 8 и не показан на фиг. Функцию кристаллических фильтров могут выполнять разнообразные кристаллы, обеспечивающие пропускания излучения в диапазоне от 0.22 до 0.32 мкм. В испытанной модели объектива была, в частности, применена комбинация монокристаллов гексагидрата сульфата цезия-никеля CsNi(SO)·6HO и гексагидрата сульфата калия-кобальта КСо(SO)·6НO.
Применение двух кристаллических фильтров позволяет на порядок снизить уровень фонового излучения. Проведенные испытания подтвердили промышленную применимость полезной модели.