基于光纖電流傳感器的局部放電檢測方法研究.pdf

1、局部放電在線檢測可以及時反映電力設(shè)備絕緣老化情況，是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的重要手段。但是，由于現(xiàn)場強烈的電磁干擾嚴重影響傳感器的靈敏度和檢測的可靠性，高性能的傳感器研制始終是局放在線檢測研究中的一個重要課題。光學(xué)檢測方法抗干擾能力強，絕緣性能好，靈敏度高，對于局放在線檢測的研究意義重大。 本文提出將根據(jù)Faraday磁光效應(yīng)原理研制的光纖電流傳感器應(yīng)用于局放檢測，以光信號為檢測量，為局部放電光學(xué)檢測方法奠定了基礎(chǔ)。分析了不同類型光

2、纖電流傳感器的特點，利用瓊斯矩陣法對光纖電流傳感器的偏振光系統(tǒng)進行研究，給出了不同狀態(tài)偏振光的歸一化瓊斯矢量，對本文涉及的光學(xué)器件推導(dǎo)了相應(yīng)的Jones矩陣，最終建立了光纖電流傳感器的數(shù)學(xué)模型。 研制出有效帶寬為300 MHz的全光纖結(jié)構(gòu)光纖電流傳感器，設(shè)計了相關(guān)的信號處理電路；采用雙螺線管結(jié)構(gòu)提高傳感器靈敏度，螺線管形狀的通電導(dǎo)體和光路之間的相對位置關(guān)系發(fā)生變化不會影響檢測結(jié)果；分析了它的頻率響應(yīng)特性、抗干擾特性和光路損耗特性

3、，與傳統(tǒng)光纖電流傳感器相比，該檢測系統(tǒng)頻率響應(yīng)范圍寬，靈敏度高。當(dāng)傳感器采用全光纖閉合結(jié)構(gòu)光路設(shè)計并滿足安培環(huán)路定律時，其抗電磁干擾性能最優(yōu)。 介紹了線性雙折射特性和產(chǎn)生的各種原因；分析了線性雙折射對于系統(tǒng)的影響，認為線性雙折射是光纖電流傳感器檢測中影響系統(tǒng)測量誤差的主要因素，隨著線性雙折射的增加，系統(tǒng)靈敏度下降，如果系統(tǒng)沒有線性雙折射，則其它誤差源的影響將容易預(yù)測和處理，并探討了消除線性雙折射的可行措施。 建立了局部放

4、電實驗系統(tǒng)及尖板放電、板板放電、內(nèi)部放電、沿面放電和懸浮放電五種典型局放模型，通過本文研制的光纖電流傳感器采集了各種局部放電信號，實驗結(jié)果說明在強干擾環(huán)境下與其他方法相比較，基于光纖電流傳感器的局部放電檢測具有抗干擾能力強、絕緣特性好和響應(yīng)速度快等特點。 恰當(dāng)?shù)靥崛√卣鲄?shù)是進行局部放電進行模式識別的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將光纖電流傳感器采集到的局部放電時域信號轉(zhuǎn)換為三維時頻譜圖，全面表征了局放信號的時間分量、頻率分量和放電能量的分布，提取