用熒光光纖技術(shù)檢測局部放電信號(hào)傳感器的研究

為探索利用放電光效應(yīng)對局部放電進(jìn)行檢測的新方法, 在分析熒光光纖和局部放電的光譜特性的基礎(chǔ)上, 提出了用來檢測放電的三種熒光光纖傳感器的結(jié)構(gòu)。對3種傳感器特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究比較, 并將其中一種傳感器用于高壓電機(jī)的局部放電檢測。結(jié)果表明該傳感器和其它檢測手段相配合可以有效地提高電機(jī)定子絕緣狀態(tài)監(jiān)測與保護(hù)的可靠性。采用相關(guān)分析可以提高傳感器的靈敏度。
目前, 常用的對高壓電器設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測的方法有: 電測法、化學(xué)成分分析法、超聲波檢測法和放電的光效應(yīng)檢測法。電測法包括用耦合裝置檢測放電電流和檢測所發(fā)射的電磁波[ 1 ]。目前在電機(jī)絕緣監(jiān)測中研究得最多的是電流檢測法, 但該方法受電磁干擾比較嚴(yán)重。去除干擾是該項(xiàng)技術(shù)能否成功的關(guān)鍵問題之一。
選擇熒光光纖這種材料作為光效應(yīng)檢測方法的研究對象, 主要原因是: 1) 光纖作為放電的光傳感元件和傳輸通道有強(qiáng)抗電磁干擾性能[ 1, 2 ]; 2) 局部放電產(chǎn)生光的譜范圍與熒光光纖的光譜范圍大部分重疊; 3) 熒光物質(zhì)對微弱光線較敏感, 而且, 和普通通訊光纖相比, 熒光光纖可以檢測來自各個(gè)方向的光, 不受數(shù)值孔徑范圍的限制。
近年來, 日本三菱電氣公司的K. M u to 和法國Pau l Sabat ier 大學(xué)R. M angeret 等人, 發(fā)表文章闡述了他們在這一領(lǐng)域的成果[ 3～ 5 ]。但他們使用的熒光光纖傳感器僅僅是單根光纖的。日本富士電氣公司的M. M iyamo to 等人在1999 年的電氣絕緣診斷技術(shù)的亞洲年會(huì)中闡述了利用熒光光纖傳感技術(shù)檢測G IS 內(nèi)部的局放試驗(yàn)[ 6 ]。但該文卻沒有提及傳感器的形狀和特性。
本文從熒光光纖材料的特點(diǎn)分析入手, 介紹了三種熒光光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、特性和典型試驗(yàn)結(jié)果,指出將該成果應(yīng)用于大型電機(jī)定子絕緣放電檢測的效果。