[发明专利]基于光纤传感技术的局部放电超声信号检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于光纤传感技术的局部放电超声信号检测系统及方法，该系统包括变压器壳体、变压器放油阀、变压器油、一体化超声波光纤传感器、超声波光纤传感器用光源、1×2耦合器、3db耦合器、法拉第旋转镜、光纤、双通道光电转换和放大装置、双通道数据同步采集装置和控制与显示装置；所述的一体化超声波光纤传感器通过变压器放油阀侵入变压器壳体内并淹没在变压器油中。与现有技术相比，本发明具有简单实用、降低电磁和外部可见光干扰问题和无测量方位死角等优点。

技术领域

本发明涉及局部放电超声信号检测领域，尤其是涉及一种基于光纤传感技术的局部放电超声信号检测系统及方法。

背景技术

随着电力系统容量的增大，电压等级的提高，电力系统的稳定运行显得更加重要。绝缘问题是导致电力设备故障和事故的主要原因之一，通过局部放电监测可以提前判断电力设备绝缘状况、发现绝缘缺陷。目前已经有多种局部放电检测方法，光纤传感器具有安全、绝缘和抗电磁干扰等优点，适合安装在设备内部进行在线监测。

目前用于局部放电测量的光纤传感器，按敏感对象可分为光、温度、气体、声波等。其中超声波光纤传感器具有局放源定位准确的优点，已成为一个研究热点。基于超声波光纤传感器检测局部放电技术始于20世纪80年代，国内外的许多学者和单位对此作了大量的研究。根据光纤传感器的不同，将该技术分为Mach-Zehnder型、Michelson型、Fabry-perot型以及Sagnac型，也有基于光纤Bragg光栅的局放检测技术提出。其中Fabry-perot型分为本征型法珀干涉仪(Intrinsic Fabry-perot Interferometer,IFPI)和非本征型法珀干涉仪(Extrinsic Fabry-perot Interferometer,EFPI)两类。现有超声波光纤传感器检测局部放电信号具有相互独立使用存在的缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于光纤传感技术的局部放电超声信号检测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于光纤传感技术的局部放电超声信号检测系统，其特征在于，该系统包括变压器壳体、变压器放油阀、变压器油、一体化超声波光纤传感器、超声波光纤传感器用光源、1×2耦合器、3db耦合器、法拉第旋转镜、光纤、双通道光电转换和放大装置、双通道数据同步采集装置和控制与显示装置。

所述的一体化超声波光纤传感器通过变压器放油阀侵入变压器壳体内并淹没在变压器油中，

所述的一体化超声波光纤传感器的一路通过光纤分别连接3db耦合器以及法拉第旋转镜，所示的3db耦合器、超声波光纤传感器用光源、1×2耦合器依次连接，形成IFPI超声波传感器，所述的IFPI超声波传感器的光强变化信号进入双通道光电转换和放大装置的第一采集通道，转化为电压波形信号送入双通道数据同步采集装置和控制与显示装置；

所述的一体化超声波光纤传感器的另一路通过光纤依次连接3db耦合器、1×2耦合器、超声波光纤传感器用光源，形成EFPI超声波传感器，所述的EFPI超声波传感器的光强变化信号进入双通道光电转换和放大装置的第二采集通道，转化为电压波形信号送入双通道数据同步采集装置和控制与显示装置。

优选地，所述的一体化超声波光纤传感器基于变压器放油阀安装且连接处不漏油，

优选地，所述的一体化超声波光纤传感器按照电场计算要求深入于变压器放油阀中，且与变压器壳体形成一定距离。

优选地，所述的控制与显示装置通过数据线对双通道光电转换和放大装置和双通道数据同步采集装置进行参数设置。

优选地，所述的一体化超声波光纤传感器包括环氧套筒封装、第一单模光纤、第二单模光纤、连接器、超声波光纤传感器IPFI测量臂和超声波光纤传感器EPFI探头；