[发明专利]用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置

说明书

本发明涉及一种用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置，包括：光纤传感单元、光纤延迟单元、光电转换单元和信号采集处理单元；光纤传感单元包括传感光纤；光纤延迟单元包括延迟光纤、光源、耦合器；光电转换单元包括光电探测器；信号采集处理单元包括高通滤波器；延迟光纤连接耦合器；光源的输出端连接分光耦合器；光电探测器的输入端连接分光耦合器，输出端连接信号采集处理单元；合光耦合器连接传感光纤。在本发明中，通过在高压套管安装光纤传感探头，经由光纤延迟单元和光电转换单元采集到高压套管内由于放电故障引起的振动信息，判别高压套管发生放电故障与否并进行放电故障的检测和诊断，解决了传统高压套管中放电故障不易检测的难题。

技术领域

本发明涉及高压套管光学传感检测领域，尤其涉及一种用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置。

背景技术

高压套管包括换流变压器套管、穿墙套管、变压器套管以及电抗器套管等，是高压与特高压输配电网络中的重要绝缘设备。高压韬光长时间工作于电-热耦合的复杂环境，易受到电、热以及机械应力的影响发生局部放电，威胁电网的安全稳定运行。

局部放电的检测方法依据检测量类型的区别可分为电检测与非电检测。其中电检测包括脉冲电流法，超高频检测法，特高频检测法以及无线电干扰电压方法等等，采用电气量对局部放电进行检测灵敏度高，测量结果较为精确，但由于现场高压套管结构通常较为复杂，导致电磁波传播时出现大量不必要折返射现象，同时造成较大干扰；而非电检测包括红外测温法，超声波法以及电化学方法等等。其中超声检测法由于所检测特征参量为超声信号，检测过程中信号免受电磁干扰，且能够实现局部放电的带电检测与放电源定位，在局部放电检测中具有明显优势。但超声检测法使用声发射探头接收局部放电所发出超声信号，由于声发射探头属于金属器件，无法安装至供电系统内部进行局部放电信号检测，同时由于套管内部结构紧凑，容易发生严重的超声信号衰减，借助声发射探头的超声检测法难以确保局部放电检测的灵敏度与准确性。

采用光学干涉结构能对电力变压器局部放电中的微弱振动进行监测，同时光纤不属于金属元器件，能够放置于变压器内部避免检测到的超声信号受变压器壳体影响衰减严重，且不影响变压器正常运行，实现设备绝缘状态的带电检测和在线监测。因此，基于干涉型光学结构的局部放电超声信号检测对变压器绝缘状态判别具有有效性。

传统光学传感探头分为有骨架与无骨架两种。有骨架传感探头不具有方向性，可靠性高，但由于骨架通常为金属材料，无法安装至套管内部进行检测。有骨架传感探头灵敏度高但由于不同角度的局部放电检测幅值不同，其检测可靠性差。因此在实际应用中光学检测仍存在弊端。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置，包括：光纤传感单元、光纤延迟单元、光电转换单元和信号采集处理单元；

所述光纤传感单元包括用于绕制在高压套管上的传感光纤；

所述光纤延迟单元包括延迟光纤、光源、分光耦合器和合光耦合器；

所述光电转换单元包括光电探测器；

所述信号采集处理单元包括用以削弱低频背景噪声以及消除直流偏置的高通滤波器；

所述延迟光纤连接所述分光耦合器和所述合光耦合器；

所述分光耦合器连接所述合光耦合器；

所述光源的输出端连接所述分光耦合器；

所述光电探测器的输入端连接所述分光耦合器，输出端连接所述信号采集处理单元；

所述合光耦合器连接所述传感光纤。

根据本发明的一个方面，还包括用于反射所述传感光纤中传导的光信号的反射结构。