[发明专利]基于光纤的变压器内部振动测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种基于光纤的变压器内部振动测量装置，其特征在于：包括激光器、二个分光镜、二个反射镜、四个准直透镜、参考光纤、光纤检测线圈和检光镜；所述激光器发出的激光信号经过第一分光器分为投射光束和反射光束，所述透射光束经第一准直透镜进行方向稳定后在参考光纤中传播，所述反射光束经第一反射镜和第二准直透镜进行方向矫正及方向稳定后在光纤检测线圈中进行传播；所述参考光纤和光纤检测线圈的末端分别连接第三准直透镜和第四准直透镜，第三准直透镜出来的光束经第二反射镜后进入第二分光镜，第四准直透镜出来的光束到达第二分光镜，第二分光镜输出光束至检光器并将光强转化为电信号后输出；所述光纤检测线圈安装在变压器绕组或变压器铁心上。

2.根据权利要求1所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置，其特征在于：所述激光器、二个分光镜、二个反射镜、四个准直透镜、参考光纤和检光镜均安装在变压器外部。

3.根据权利要求1或2所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置，其特征在于：所述激光器为氦氖激光器。

4.根据权利要求1或2所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置，其特征在于：所述光纤检测线圈通过固定带固定在变压器绕组或变压器铁心上。

5.根据权利要求1或2所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置，其特征在于：所述光纤检测线圈由绝缘的光导纤维制成。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、激光器发出指定频率的激光信号。

步骤2、采用如下公式计算光纤内光的相角变化量：

Δφ＝2πnη·MΔl/λ

其中，M为变压器绕组匝间产生平均位移Δl时有效检测段总数，n代表光纤的折射率；η代表变压器绕组应变转化为光纤检测线圈应变量的效率，λ代表激光信号的波长；

步骤3、根据光纤相角变化量与干涉光光强的关系，计算变压器绕组匝间产生平均位移Δl随时间的变化规律，获取线圈振动的频率及幅值。

7.根据权利要求6所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置的测量方法，其特征在于：所述n为常数；η值为0.6。

8.根据权利要求6所述的基于光纤的变压器内部振动测量装置的测量方法，其特征在于：所述光纤相角变化量与干涉光光强I(t)的关系为：

I(t)＝I₀[1+Vcos(φ₀+Δφ(t))]

其中，I₀为光强的平均值，V为光调制度。