[实用新型]一种基于分布式光传感阵列模组的局部放电超声测量系统

说明书

本实用新型涉及电力线路维护技术领域，更具体地，涉及一种基于分布式光传感阵列模组的局部放电超声测量系统，包括近端测量模组和远端传感模组，近端测量模组和远端传感模组连接，近端测量模组包括依次连接的脉冲光源、解复用模块和干涉仪解调模块，脉冲光源和干涉仪解调模块连接，远端传感模组包括依次连接的功率分离模块、光纤传感阵列和功率合成模块。能够输出信号包含超声波信号的波形和频谱信息，并可鉴别出光纤传感阵列中受到超声波扰动的传感器位置信息。本实用新型有益于在发挥光纤传感技术用于长距离探测的优势上并进一步提升可监测传感器的数量，在电力设备如变压器和长距离高压电缆附件中有助于完成对局部放电的分布式检测任务。

技术领域

本实用新型涉及电力线路维护技术领域，更具体地，涉及一种基于分布式光传感阵列模组的局部放电超声测量系统。

背景技术

电力领域内对于局部放电检测已有长期大量的研究，但是近年来业内许多新技术的快速发展使得很多传统的局部放电检测技术变得不再适用。典型的如高压海缆等长距离电缆，其长度可达数十公里乃至几百公里，常用作连接半岛与大陆，海上风场与大陆电站等，且往往处于某些特殊地理环境。传统局部放电测量需要在地线耦合电流的监测方法不再适用，而在端部进行监测又存在局部放电信号衰减与干扰的问题。目前业内在长距离电缆及其附件的局部放电检测方面还基本处于空白，而光纤传感器的特性在此环境下可以发挥优势。相比传统电学传感器，光纤传感具有的优势有：光纤与大部分电力设备绝缘相容，电力设备厂商要求设备内部不能内置金属传感器，而光纤是少有的可内置式传感器；光纤具有比传统传感器更好的抗电磁噪声能力；信号传输距离远，光纤最早被提出是为了超远距离传输；光纤传感具有复用能力，即通过一台主机进行信号处理的方法实现分布式多物理量测量。

目前应用到局部放电检测的光纤传感技术，主要集中在利用光纤检测局部放电超声上，其主要原因一是由于超声检测在现场不受电磁干扰的影响，是除电测法外最常用的局部放电检测手段；其二是光纤传感器在早期被美国海军研究实验室(NavalResearchLab,NRL)提出后在超声检测方面获得了广泛的研究并主要被用作冷战时期与苏联对抗的军事用途。90年代末，光纤传感技术在精密需求高的军事领域的成功应用为其应用到民用铺下了坚实的基础。近十年来国内电力系统采用光纤传感测试技术也得到了快速发展，主要应用在基于大规模光纤测温传感系统的开发与应用。国内多家机构也研究了光纤分布式测量在电力电缆中的应用，主要包含温度检测(拉曼分布式测量)和温度应变联合监测(布里渊分布式测量)。而通过光纤测量局部放电相比光纤测温应用要少，尽管光纤光栅和光时域反射技术在分布式大规模监测上具有一定优势，然而其灵敏度目前仍无法达到干涉型光纤传感器的效果，且易受温度和应变等因素的干扰，只能测量到相对较大的放电信号。相位干涉型光纤传感器通过高灵敏度的光纤相干检测技术，可将局部放电产生的超声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统从而提取超声信息，具有灵敏度高、便于复用等诸多优异的特性。

目前所见的光纤传感干涉仪大都采用连续光源发生干涉并解调超声扰动信息，其缺点是一台光纤传感系统中只能布置一个超声传感测点，因为很难从多点测量所得到的探测信号中辨识出每一个独立测点的干涉分量，而且探测信号中也不含有测点的位置信息，故采用光纤传感技术仅能发挥其远距离传输和免受电磁干扰的优势，而在远程多点分布式测量能力的体现上还需要进一步的研究，以解决电力设备关于局部放电检测的远程分布式测量提出的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于分布式光传感阵列模组的局部放电超声测量系统，可用于电力设备局部放电产生的微弱超声信号的长距离检测方案，同时利用调制光脉冲检测方法，可进一步发挥光纤传感在分布式多点测量方面的技术优势。