[發明專利]一種基于光纖光柵的局部放電檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201811524095.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109387756A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 錢國超;彭慶軍;張知先;陳偉根;萬福;馬儀;程志萬;周仿榮;鄒德旭;黃星;洪志湖;劉光祺;顏冰
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01H9/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請提供了一種基于光纖光柵的局部放電檢測系統及方法，所述系統包括：可調諧光源、光纖耦合器、光纖光柵組件、光電探測器、濾波器和數據采集卡；其中，所述光纖光柵組件包括若干依次連接且中心波長不同的光纖光柵；所述可調諧光源發出的光經所述光纖耦合器后進入所述光纖光柵組件，經所述光纖光柵組件的反射光再經所述光纖耦合器依次進入所述光電探測器、濾波器和數據采集卡。本申請提供的基于光纖光柵的局部放電檢測系統及方法，在變壓器中內置多個光纖光柵超聲波傳感器，基于時分波分復用技術，簡化系統的設備；基于小波變換和最小二乘支持向量機實現局部放電的故障定位；可提高局部放電的檢測靈敏度，避免現場的電磁干擾。

技術領域

本申請涉及局部放電檢測技術領域，尤其涉及一種基于光纖光柵的局部放電檢測系統及方法。

背景技術

局部放電是絕緣介質中局部區域擊穿導致的放電現象。局部放電發生初期，放電能量較小，產生的影響不易察覺，但若不及時排除，經過進一步發展，放電能量會逐漸變大，最終導致設備絕緣部的完全擊穿，造成設備損壞。為避免設備因局部放電遭受損壞，往往通過局部放電檢測進行電氣設備絕緣狀態評估。通過檢測局部放電產生的超聲波信號，可以確定局部放電的存在并定位放電點。定位局部放電的位置，有利于檢修人員明確變壓器內部的故障類型，及時擬定合理的檢修計劃，對于保障變壓器的安全穩定運行具有重要意義。

目前，局部放電的定位主要基于特高頻法和超聲波法。對于特高頻法，在傳感器的選擇方面，國內一般采用的是雙臂阿基米德螺旋天線，但由于其尺寸較大，在放油閥中安放存在一定的困難；國外常用的是探針式傳感器，但由于探針式傳感器帶寬較窄，靈敏度較低。在定位算法方面，由于在復雜的內部傳播過程中會產生強烈的折返射和繞射現象，嚴重影響時延估計精度，且現場的強電磁噪聲可能淹沒局部放電的電磁信號，針對現場電力變壓器局部放電的特高頻定位仍與實際放電位置有一定的誤差。而對于超聲波法，由于超聲波信號傳播速度遠低于電磁波信號且超聲波傳感系統受電磁干擾的影響較小，其定位精度較優于特高頻法。

然而，目前檢測局部放電超聲波信號的傳感器主要為安裝在變壓器外殼的壓電式超聲傳感器，由于超聲波在變壓器內部的傳播易受傳播介質影響，在外殼檢測到的局部放電信號較弱。此外，由于現場存在強大的電磁干擾，使得檢測系統的定位精度差、可信度較低。

發明內容

本申請提供了一種基于光纖光柵的局部放電檢測系統及方法，高局部放電的檢測靈敏度，實現變壓器內局部放電的精確定位。

本申請提供了一種基于光纖光柵的局部放電檢測系統，所述系統包括：可調諧光源、光纖耦合器、光纖光柵組件、光電探測器、濾波器和數據采集卡；其中，

所述光纖光柵組件包括若干依次連接且中心波長不同的光纖光柵；

所述可調諧光源發出的光經所述光纖耦合器后進入所述光纖光柵組件，經所述光纖光柵組件的反射光再經所述光纖耦合器依次進入所述光電探測器、濾波器和數據采集卡。

可選的，上述系統中，所述光纖光柵組件包括第一光纖光柵、第二光纖光柵、第三光纖光柵和第四光纖光柵；

所述第一光纖光柵的輸入端連接所述光纖耦合器，所述第一光纖光柵的輸出端連接所述第二光纖光柵的輸入端，所述第二光纖光柵的輸出端連接所述第三光纖光柵的輸入端，所述第三光纖光柵的輸出端連接所述第四光纖光柵的輸入端，所述第四光纖光柵的輸入端連接所述光纖耦合器。

可選的，上述系統中，所述可調諧光源為可調諧DFB激光器，所述可調諧DFB激光器的中心波長為1550nm。

可選的，上述系統中，所述系統還包括電流控制器和溫度控制器，所述電流控制器和溫度控制器用于對所述可調諧光源輸出光的波長進行調制。

基于本申請提供的基于光纖光柵的局部放電檢測系統，本申請還提供了一種基于光纖光柵的局部放電定位方法，用于變壓器局部放電定位，所述方法包括：