[發明專利]一種電力設備局部放電傳感裝置及其加工方法、檢測系統

在審

• 申請號: 202110863617.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113589114A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 宋雨軒;陳偉根;劉帆;張知先;吳柯潔;李萌;楊天荷;王建新;王品一;宋睿敏;王子懿
• 申請（專利權）人: 重慶大學;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R3/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

1.一種電力設備局部放電傳感裝置，其特征在于：

所述裝置包括傳感器封裝外殼、光纖光柵、彈性膜片和微質量塊；

所述微質量塊，固定在光纖光柵柵區兩端處；

所述光纖光柵位于封裝外殼中央；

所述彈性膜片位于光纖光柵兩端，與兩個微質量塊貼合，膜片邊緣固定于封裝外殼上，實現膜片振動的放大；

同側的彈性膜片、光纖光柵固定于封裝外殼上；

所述封裝外殼內部注滿絕緣油。

2.根據權利要求1所述的一種電力設備局部放電傳感裝置，其特征在于：

所述微質量塊，套在光纖光柵柵區兩端處并用紫外固化膠固定；

同側的彈性膜片、光纖光柵和封裝外殼用紫外固化膠固定。

3.根據權利要求1所述的一種電力設備局部放電傳感裝置，其特征在于：

所述彈性膜片，膜片中心設有供光纖通過的圓形通孔，將光纖光柵固定于膜片的中心來放大膜片接收到的超聲振動信號。

4.根據權利要求1所述的一種電力設備局部放電傳感裝置，其特征在于：

所述彈性膜片為硅膜片；

所述微質量塊為可供光纖通過的微小套管；

所述光纖光柵由單模光纖上加工得到；

所述封裝外殼為空心樹脂圓柱。

5.權利要求1-4任一項所述的電力設備局部放電傳感裝置的加工方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

步驟1：加工彈性膜片和微質量塊：

利用激光切割機，將彈性膜片進行切割，膜片中心加工供光纖通過的圓形通孔；使用3D打印技術，制作可供光纖通過的微小套管作為微質量塊；

步驟2：加工光纖光柵：

利用飛秒刻寫技術，在單模光纖上加工光纖光柵；

步驟3：加工封裝外殼：

利用3D打印技術，制作空心樹脂圓柱，作為傳感器的封裝外殼；

步驟4：放電傳感裝置的組裝：

將微質量塊表面打磨光滑，套在光纖光柵柵區兩端處，并用紫外固化膠進行固定；

將光纖光柵穿過封裝外殼，并將彈性膜片套在刻有光纖光柵的單模光纖兩端，與兩個微質量塊貼合，并用紫外固化膠固定單側的硅膜片、光纖光柵和封裝外殼；

使用位移臺向光纖光柵施加預應力，并向封裝外殼內部添加絕緣油，待填油滿后進行另一側膜片、光纖光柵和封裝外殼的固定，傳感裝置組裝完成。

6.根據權利要求5所述的電力設備局部放電傳感裝置的加工方法，其特征在于：

步驟1中，利用激光切割機，切割一半徑為7mm，厚度為120μm的單晶硅片，硅片中心加工直徑為0.4mm的圓形通孔；

單晶硅片，泊松比μ＝0.28，楊氏模量E＝190GPa，密度ρ＝2.33g/cm3；

使用3D打印技術，打印一半徑為0.25mm，長3mm的樹脂套管作為微質量塊；

步驟2中，利飛秒刻寫技術，加工一柵區長度為10mm，中心波長1550nm，反射率90％，3dB帶寬0.3nm的光纖光柵；

步驟3中，利用3D打印技術，加工一內徑為7mm，外徑為10mm，高25mm的空心樹脂圓柱，作為傳感器的封裝外殼；

步驟4中，將微質量塊表面打磨光滑，套在距離光纖光柵柵區5mm兩端處，并用紫外固化膠進行固定。