[发明专利]变压器局部放电的光纤传感器结构与解调方法及监测方法

权利要求书

1.变压器局部放电的光纤传感器结构，其特征在于：包括计算机（1）、光源模块（2）、信号解调单元（3）、光耦合器（4）、光纤F-P声学传感器（6）以及变压器（8），所述光耦合器（4）通过光缆（5）分别连接于光源模块（2）、信号解调单元（3）与光纤F-P声学传感器（6），所述信号解调单元（3）通过数据线（9）连接于计算机（1），所述光纤F-P声学传感器（6）采用支撑梁式膜片结构安装于变压器（8）外部；

所述光纤F-P声学传感器（6）的光纤F-P声学腔采用半导体材料SOI敏感片（10），由MEMS工艺加工而成；

所述信号解调单元（3）针对光纤F-P声学传感器（6）采用强度解调方法，其解调方法如下：

1）解调系统采用高频三角波调制信号驱动F-P滤波器在的光谱范围内进行快速扫描，并对传感器反射回的光强信号进行快速运算处理，将传感器的入射光波长快速调至正交工作点的位置，其中，光纤F-P声学传感器（6）始终工作在正交状态，获得线性输出;

2）光纤F-P声学传感器（6）保持在正交工作点的状态上，对实时采集的光强信号进行FFT运算，获取特征频率处的幅度，然后将可算出腔长变化;

3）通过标定信息，将腔长变化转换为所探测的局部放电声源（7）的声频信号。

2.根据权利要求1所述的变压器局部放电的光纤传感器结构，其特征在于：所述计算机（1）上安装有故障专家诊断与报警装置。

3.根据权利要求1~2任一所述的变压器局部放电的光纤传感器结构的监测方法，其特征在于：所述的光纤F-P声学传感器（6）用于光纤传感探头，用于监测变压器（8）内部局部放电声源（7）的声频信号，其监测方法如下：

1）解调系统先确定局部放电声源（7）位置的前提下，再计算局部放电参量;

2）通过BP神经网络定位算法，定位变压器（8）内的局部放电声源（7）的具体位置;

3）通过监测到的声频信号的时间判断局部放电声源（7）发生局部发电的时间点和时长;

4）通过监测到的声频信号幅度判断局部放电声源（7）获得局部放电量的情况。