[發明專利]一種基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置

在審

• 申請號: 202111494080.7
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114167242A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 陳柳寧;姚金剛;陳忠令;王延平;王鑫;劉斌;張華敏
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司南陽供電公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

本發明公開了一種基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置，包括泵浦光源、隔離器、耦合器、波分復用器、光纖激光傳感器，光纖激光傳感器粘接在懸臂梁上，懸臂梁粘接在電纜上，光纖激光傳感器后端依次設置有非平衡干涉儀、光電轉換模塊，泵浦光源發出的泵浦光經過隔離器和耦合器后分為兩路，經過波分復用器后進入光纖激光傳感器，電纜局放時產生的振動將引起懸臂梁的振動，進而引起光纖激光傳感器發出的光波長產生變化，通過非平衡干涉儀將波長的變化轉換為相位的變化，最終通過光電轉換模塊解調出波長信息，進而得到振動信號，將振動信號通過卷積神經網絡進行在線比對，反映電纜局放檢測結果，判斷電纜是否異常。

技術領域

本發明屬于電力檢修技術領域，具體涉及一種基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置。

背景技術

隨著國民經濟的提升以及電力需求不斷的增長，電網規模越來越大，電壓等級越來越高。電纜作為電力系統的重要組成部分，在電網中扮演著越來越重要的角色，其狀態關系到電網的穩定運行。但由于電纜通常埋于地下，其狀態具有較強的隱蔽性，一旦發生故障不僅對與及時發現故障部位進行搶修帶來一定的挑戰同時也會造成重大的經濟損失。

根據國家電網公司對6kV～500kV交聯電纜故障統計數據，電力電纜故障原因是復雜多樣的，電纜制造過程中混入的空隙和雜質、敷設安裝過程中造成的劃痕和污染以及老化過程中產生的電樹枝都會引起不同程度的局部放電，而局放也是造成電纜絕緣劣化的重要因素，因此局部放電檢測涵蓋了電纜故障中絕大多數的起因，所以對電纜局放檢測的研究具有重要的意義。

現有技術中，對電纜進行局放檢測的方法主要是采用定期試驗維修的方法，這種離線試驗方法為電力行業做出了重要的貢獻，但我們也時常碰到，經過試驗維修，合格的設備投入運行后不久就出現事故的情況。電纜在試驗時使用耐壓試驗等方法，本身就會對其造成損傷，加快了電纜的老化，影響電纜的絕緣特性，目前急需一種電纜局放監測裝置，在不破壞電纜的情況下對電纜進行局放檢測。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置，在不破壞電纜的情況下對電纜進行局放檢測。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:

一種基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置，監測裝置包括依次設置的泵浦光源、隔離器、耦合器，耦合器的后端設置有波分復用器，波分復用器的后端設置有光纖激光傳感器，光纖激光傳感器粘接在懸臂梁上，懸臂梁粘接在電纜上，光纖激光傳感器后端依次設置有非平衡干涉儀、光電轉換模塊，泵浦光源用于發射泵浦光，泵浦光依次經過隔離器和耦合器后分為兩路，經過波分復用器后進入光纖激光傳感器，電纜局放時產生的振動將引起懸臂梁的振動，懸臂梁振動發生形變引起光纖激光傳感器發出的光波長產生變化，通過非平衡干涉儀將波長的變化轉換為相位的變化，最終通過光電轉換模塊解調出波長信息，進而得到振動信號，將振動信號通過卷積神經網絡進行在線比對，反映電纜局放檢測結果，判斷電纜是否異常。

進一步的，光纖激光傳感器為DFB激光器。

進一步的，卷積神經網絡包括卷積層和池化層。

進一步的，卷積神經網絡中樣本庫為電纜局放的振動信號，包括電纜主絕緣內存在氣隙、雜質引起局部放電的振動信號、導體的尖端、毛刺引起局部放電的振動信號、電纜終端產生局部放電的振動信號。

進一步的，樣本庫中的振動信號中帶有正確目標圖像的為正樣本，帶有錯誤目標圖像的為負樣本，卷積神經網絡利用正樣本和負樣本進行機器學習。

與現有技術相比，本發明提供的基于光纖激光傳感技術的電纜局放監測裝置有以下有益效果：