[发明专利]基于发射光谱法的电力设备局部放电多点在线监测系统

权利要求书

1.一种基于发射光谱法的电力设备局部放电多点在线监测系统，其特征在于：所述的局部放电多点在线监测系统包括光纤探头(1)、光纤(2)、光纤连接器(3)、光纤耦合器(4)、窄带滤光片(5)、光纤集束器(6)、高精度光谱分析仪(7)，以及计算机(8)；多台电力设备或气室分别编号为1至N，N的取值范围为1～10；所述的光纤探头(1)、光纤(2)、光纤连接器(3)、光纤耦合器(4)的编号也是由1至N，N的取值范围为1～10；所述的光纤探头(1)、光纤(2)、光纤连接器(3)、光纤耦合器(4)与待测电力设备或气室一一对应；所述的N个光纤探头(1)对应采集多台电力设备或多气室局部放电产生的光辐射信号，每根光纤(2)将光纤探头(1)采集到的光信号传递至对应编号的光纤连接器(3)的输入端，每个光纤连接器(3)的输出端连接对应编号的光纤耦合器(4)，每个光纤耦合器(4)将光信号分束给M个检测通道，M的取值根据具体待监测电力设备或气室局部放电的特征谱段数量而确定；每个检测通道的光信号经过窄带滤光片(5)之后仅保留特征谱段的光信号，滤除干扰谱段的光信号，经过窄带滤光片处理后的光信号传递至光纤集束器(6)对应编号的输入端口，光纤集束器(6)对光信号进行集束处理并传递至高精度光谱分析仪(7)，高精度光谱分析仪(7)将采集到光谱波长、相对光强等信息进行分析处理并传输给计算机(8)，计算机(8)根据监测到的光谱信息对光纤集束器(6)发送数字信号指令，控制光纤集束器(6)每个输入端口的连通或关断，实现局部放电多点在线监测及故障定位功能。

2.按照权利要求1所述的局部放电多点在线监测系统，其特征在于：所述的每个光纤耦合器(4)输出端连接M个检测通道，每个检测通道内布置一个窄带滤光片(5)；所述的窄带滤光片(5)用于提取具有反映局部放电信息功能的特征光谱段，滤除其他干扰局部放电诊断的光谱段，将特征谱段的光信号传输至光纤集束器(6)进行光信号集束处理；所述的检测通道与窄带滤光片(5)的数量均与待提取的特征光谱段数量相等。

3.按照权利要求1所述的局部放电多点在线监测系统，其特征在于：所述的光纤集束器(6)具有N×M个输入端口，光纤集束器(6)的输入端口分别编号为[1-1,1-2…1-M,2-1,2-2…2-M…N-1,N-2…N-M]；所述的计算机(8)向光纤集束器(6)发送数字信号指令，控制光纤集束器(6)每隔T时间周期切换一次输入端口的开闭方式，在T时间周期内令编号为1-1～1-M的输入端口保持畅通，令其余编号的输入端口关断；在T～2T时间周期内令编号为2-1～2-M的输入端口保持通畅，令其余编号的输入端口关断，以此类推，实现局部放电多点在线监测功能；k为1～N取值范围内的一个常数，一旦在时间周期[(k-1)×T]～k×T内在计算机(8)上检测到局部放电光谱信息，则局部放电故障发生于编号为k的光纤探头(1)对应探测位置，此时立即通过计算机(8)以数字信号的形式向光纤集束器(6)发送指令，控制编号为k-1～k-M的输入端口保持通畅，其余所有输入端口保持关断，利用计算机(8)检测到的光谱信息进行局部放电故障类型、发展程度的判断，随后对编号为k的电力设备或气室进行现场维修，以防局部放电进一步发展导致击穿、闪络；所述的局部放电多点在线监测系统在每次局部放电故障排除后，重新回到周期性在线监测工作模式，复用一台高精度光谱分析仪(7)实现对多个气室或多台电力设备局部放电的在线监测。

4.按照权利要求1所述的局部放电多点在线监测系统，其特征在于：所述的N个光纤探头(1)分别布置于多个气室或多台电力设备内部的待监测部位，实时监测局部放电产生的光辐射信号；所述的光纤探头(1)固定在光纤支架(10)中心位置，紧固螺栓(11)将光纤支架(10)固定在电力设备或气室外壳(9)的内壁上；所述的光纤探头(1)前端安装光信号放大器(12)，增强对微弱局部放电信号的采集效果；在每一个待测部位的邻近电力设备外壳(9)处安装一个绝缘盖板(13)，绝缘盖板(13)的正面朝向对应的局部放电待测部位，绝缘盖板(13)安装在电力设备外壳(9)的外侧，绝缘盖板(13)的表面与电力设备外壳(9)的安装面平行；所述光纤连接器(3)镶嵌在绝缘盖板(13)的中心位置，在绝缘盖板(13)上沿圆周均布多个内螺纹孔，绝缘盖板(13)的其中一面嵌套有密封胶圈(14)，利用紧固螺栓(11)与密封胶圈(14)配合使绝缘盖板(13)与电力设备外壳(9)之间紧密接触；所述的光纤连接器(3)在电力设备正式投入运行前完成安装，在待监测气室或电力设备正常运行期间，通过接通或断开位于设备外壳(9)处的光纤连接器(3)输出端与光纤耦合器(4)输入端之间的接线即可完成局部放电监测对象的更换，便于现场操作。