[发明专利]内置式GIS用局部放电超声波与光脉冲联合检测系统及方法

权利要求书

1.一种内置式GIS用局部放电超声波与光脉冲联合检测系统，其特征在于，该系统包括被监测对象GIS、超声波和光脉冲一体化传感器、3dB耦合器、光纤传输、光源、双通道光电转换和放大器装置、双通道数据同步采集和存储装置、控制与显示装置以及打印装置，所述的超声波和光脉冲一体化传感器内置式安装于被监测对象GIS内，所述的双通道光电转换和放大器装置、双通道数据同步采集和存储装置、控制与显示装置以及打印装置依次连接；

所述的超声波和光脉冲一体化传感器通过光纤传输依次连接3dB耦合器和双通道光电转换和放大器装置，所述的3dB耦合器与光源连接，组成了基于Fabry-Perot干涉原理的局部放电超声波信号检测回路，所说的双通道光电转换和放大装置将局部放电的超声波信号转化为电压波形信号送入双通道数据同步采集和存储装置；

所述的超声波和光脉冲一体化传感器通过光纤传输依次连接双通道光电转换和放大器装置以及双通道数据同步采集和存储装置，组成了基于光纤技术的局部放电光脉冲检测回路，所述的双通道光电转换和放大器装置将局部放电的光脉冲信号转化为电压波形信号送入双通道数据同步采集和存储装置；

所述的双通道数据同步采集和存储装置同步采集经过双通道光电转换和放大器装置输出的两路电压波形信号，将数据送入控制与显示装置进行显示和打印装置进行打印。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的超声波和光脉冲一体化传感器包括环氧封装圆盘、超声波传感器探头、光脉冲传感器探头、金属管和单模光纤，所述的超声波传感器探头布置于环氧封装圆盘中心表面，所述的光脉冲传感器探头按照超声波传感器探头为中心均匀对称分布在圆盘表面，连接所述的超声波传感器探头和光脉冲传感器探头的单模光纤封装于金属管内，所述的金属管连接环氧封装圆盘。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的超声波传感器探头采用基于Fabry-Perot干涉原理的薄膜腔体探头。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的光脉冲传感器包括多根单模光纤和光导波耦合器，所述的多根单模光纤通过光导波耦合器进行并联作为光脉冲传感器探头，所述的多根单模光纤按照超声波传感器探头为中心均匀对称分布在圆盘表面。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的光脉冲传感器包括8根单模光纤和7个Y型2×1光波导耦合器，所述的8根单模光纤以环氧封装圆盘为中心，按环氧封装圆盘1/3半径处、2/3半径处两个圆环每隔45°进行布置，所述的7个Y型2×1光波导耦合器设于环氧封装圆盘内，形成的8×1耦合器进行光信号强度耦合。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的光脉冲传感器可使用12根或16根单模光纤以超声波传感器探头为中心均匀对称分布在环氧封装圆盘表面。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的控制与显示装置的显示内容包括：显示单个脉冲波形、峰值-时间序列以及PRPD谱图，所述的控制与显示装置的分析内容包括：信号趋势分析、模式识别和定位。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的双通道数据采集方式可替换为多通道采集或或分布式采集方式。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的控制与显示装置通过数据线对双通道光电转换和放大器装置和双通道数据同步采集和存储装置进行参数设置。

10.一种采用权利要求1所述的内置式GIS用局部放电超声波与光脉冲联合检测系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于MEMS技术加工Fabry-Perot干涉仪超声传感器，并将局部放电超声传感器、光脉冲信号探头设计成一体化GIS用内置式传感器；

步骤2，将一体化GIS用内置式传感器在GIS上安装布置并连接2个测量回路；

步骤3，GIS局部放电超声波信号通过基于Fabry-Perot干涉原理的薄膜腔体探头，经光纤传输，通过光电转换和放大后转化为电压波形信号；GIS局部放电光脉冲信号则通过多根单模光纤并联形成的探头，经光纤传输，通过光电转换和放大后转化为电压波形信号；

步骤4，利用双通道数据同步采集装置对GIS局部放电超声波、光脉冲信号进行同步采集、存储和传输；

步骤5，局部放电超声波、光脉冲信号显示和对比分析，打印结果。