[发明专利]全光纤Michelson变压器内部局部放电超声信号检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种全光纤Michelson变压器内部局部放电超声信号检测系统及方法，该系统包括变压器壳体模块(1)、光纤布置专用通道模块(2)、变压器油模块(3)、变压器绕组模块(4)、光纤绕圈模块(5)、第一反射镜模块(6)、第一3db耦合器模块(71)、第二3db耦合器模块(72)、分光器模块(9)、光源模块(10)、反射镜盒模块(11)、多通道光电转换和放大装置模块(12)、多通道数据同步采集装置模块(13)，以及控制与显示装置模块(14)。与现有技术相比，本发明具有简单实用、降低电磁和外部可见光干扰问题以及定位放电源位置等优点。

技术领域

本发明涉及局部放电超声信号检测领域，尤其是涉及一种全光纤Michelson变压器内部局部放电超声信号检测系统及方法。

背景技术

目前，广泛用于高压电器设备局部放电的超声波检测法是用固定在高压电器设备(如电力变压器)箱壁上的压电超声波传感器接收其内部局部放电产生的超声波信号，由此来进行局部放电的检测和定位。由于该方法受到环境噪声比如电磁干扰(EMI)等，以及超声波在高压电器设北中传播的多路径问题导致不能准确定位放电源。为了消除或尽量避免上述存在的问题，需要一种不受环境噪声干扰，甚至能够在高压电器设备内部(如电力变压器绕组间)可靠工作,探测微弱的超声波信号，从而对局部放电进行检测和定位。当然，这类传感器还需要满足如下苛刻的条件：在高压设备内部特定条件下与绝缘油或气体不发生化学反应、高绝缘性能、长久稳定工作以及很小的尺寸。国内外研究表明，光纤传感器具有安全、绝缘和抗电磁干扰等优点，适合安装在设备内部进行在线监测。

目前用于局部放电测量的光纤传感器，按敏感对象可分为光、温度、气体、声波等。其中超声波光纤传感器具有局放源定位准确的优点，已成为一个研究热点。基于超声波光纤传感器检测局部放电技术始于20世纪80年代，国内外的许多学者和单位对此作了大量的研究。根据光纤传感器的不同，将该技术分为Mach-Zehnder型、Michelson型、Fabry-perot型以及Sagnac型，也有基于光纤Bragg光栅的局放检测技术提出。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全光纤Michelson变压器内部局部放电超声信号检测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种全光纤Michelson变压器内部局部放电超声信号检测系统，该系统包括变压器壳体模块、光纤布置专用通道模块、变压器油模块、变压器绕组模块、光纤绕圈模块、第一反射镜模块、第一3db耦合器模块、第二3db耦合器模块、分光器模块、光源模块、反射镜盒模块、多通道光电转换和放大装置模块、多通道数据同步采集装置模块，以及控制与显示装置模块；

所述的光纤绕圈模块分别连接第一反射镜模块、第一3db耦合器模块、第二3db耦合器模块，所述的第一3db耦合器模块分别与光纤绕圈模块、反射镜盒模块和第二3db耦合器模块连接，所述的第二3db耦合器模块分别与分光器模块和多通道光电转换和放大装置模块连接，所述的光源模块与分光器模块连接，所述的多通道光电转换和放大装置模块、多通道数据同步采集装置模块，以及控制与显示装置模块依次连接，实现了基于Michelson光纤干涉原理的超声波光纤传感器检测局部放电信号测量回路，所述的光纤绕圈模块均匀缠绕布置在变压器绕组模块上，所述的光纤绕圈模块淹没在变压器油模块中。

优选的，所述的第一3db耦合器模块通过单模光纤模块分别与光纤绕圈模块、反射镜盒模块和第二3db耦合器模块连接，所述的第二3db耦合器模块通过单模光纤模块分别与分光器模块和多通道光电转换和放大装置模块连接。

优选的，所述的连接光纤绕圈模块和第一3db耦合器模块的单模光纤通过光纤布置专用通道模块布置在变压器壳体模块内。