卞龐+吳媛+賈波+肖倩

摘要： 針對傳統(tǒng)的電網(wǎng)局部放電定位方法的諸多缺點，提出了一種基于Sagnac干涉儀的光纖傳感定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)使用光纖作為傳感單元，探測局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波，利用算法對探測到的振動信號進行處理，最終得到局部放電發(fā)生的具體位置。實驗證明該系統(tǒng)具有較高的精確性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 光纖干涉系統(tǒng)； 振動定位； 局部放電； 智能電網(wǎng)

中圖分類號： TN 911.74文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.04.005

引言電網(wǎng)電氣設(shè)施的局部放電屬常見現(xiàn)象，特別常發(fā)生于變壓器、電纜接頭和終端頭部位等處，局部放電是電網(wǎng)設(shè)施絕緣劣化的前兆，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)、處理，放電引起的電氣損傷升級，最終會導(dǎo)致絕緣擊穿，造成電網(wǎng)事故，甚至可能會帶來重大經(jīng)濟損失。通過局部放電的在線監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施內(nèi)部絕緣存在的潛伏性缺陷，避免突發(fā)性絕緣故障。局部放電檢測是以發(fā)生局部放電產(chǎn)生的電、光、聲等現(xiàn)象為依據(jù)，通過描述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。局部放電過程中會產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射，產(chǎn)生波、光、氣體生成物等，并能產(chǎn)生能量損耗引起局部過熱，相應(yīng)的檢測方法有脈沖電流法、氣相色譜法、超聲波法、無線電干擾檢測法、光測法等多種檢測方法。在這些方法中，對不同高壓局部放電點的檢測，一般都需要由點狀傳感器或儀器來完成，大面積監(jiān)測則需要通過大量的點狀傳感器來完成，實現(xiàn)方式繁瑣，難度較大。目前，使用最廣泛的方法是脈沖電流法和超聲波檢測法。脈沖電流法中常采用的是羅戈夫斯基線圈型電流傳感器，測量局部放電射頻頻段（3～30 MHz）的信號。但由于現(xiàn)場中存在很多電磁干擾，如電力系統(tǒng)載波，通訊無線電廣播干擾、高頻保護信號、電力系統(tǒng)諧波干擾等以及設(shè)備自生工作特性帶來的一些干擾，這種方法雖然可以避開現(xiàn)場中大量的低頻及中頻干擾，但難以避開大量的射頻范圍內(nèi)的干擾。超聲波檢測是針對高壓局部放電中70～150 kHz的超聲頻率成分，但由于這部分超聲能量衰減較快，同時由于聲電換能元件的效率還不夠高，這種探測技術(shù)目前常與無線電干擾等檢測方法結(jié)和起來，先由后者大致探測到放電的存在，再用超聲波探測器依次逐個排查，探測效率偏低。同樣，這兩種方法也是使用點狀傳感器，進行大范圍探測的不便之處可想而知。為了解決上述問題，本文提出了一種基于Sagnac干涉儀[1]的全光纖干涉定位系統(tǒng)。利用光纖本身作為傳感單元，可以探測到局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波振動，經(jīng)過計算可以得到局部放電所發(fā)生的具體位置。與上述的傳統(tǒng)監(jiān)測手段相比，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）利用光纖作為傳感單元，可以方便對局部放電進行分布式傳感[23]和定位。（2）光纖材料的化學(xué)和物理性質(zhì)十分穩(wěn)定，不容易被外界環(huán)境腐蝕，也不容易被電磁干擾。（3）光纖傳感器作為一種無源設(shè)備，對外界的電氣設(shè)備沒有影響，適合電網(wǎng)監(jiān)控。以上性質(zhì)說明全光纖干涉振動定位系統(tǒng)比較適合用于由人為破壞或環(huán)境腐蝕所造成的電網(wǎng)局部放電的定位，有助于電網(wǎng)實現(xiàn)智能化。

用于電網(wǎng)監(jiān)控的全光纖干涉局部放電定位系統(tǒng)

摘要： 針對傳統(tǒng)的電網(wǎng)局部放電定位方法的諸多缺點，提出了一種基于Sagnac干涉儀的光纖傳感定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)使用光纖作為傳感單元，探測局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波，利用算法對探測到的振動信號進行處理，最終得到局部放電發(fā)生的具體位置。實驗證明該系統(tǒng)具有較高的精確性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 光纖干涉系統(tǒng)； 振動定位； 局部放電； 智能電網(wǎng)

中圖分類號： TN 911.74文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.04.005

引言電網(wǎng)電氣設(shè)施的局部放電屬常見現(xiàn)象，特別常發(fā)生于變壓器、電纜接頭和終端頭部位等處，局部放電是電網(wǎng)設(shè)施絕緣劣化的前兆，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)、處理，放電引起的電氣損傷升級，最終會導(dǎo)致絕緣擊穿，造成電網(wǎng)事故，甚至可能會帶來重大經(jīng)濟損失。通過局部放電的在線監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施內(nèi)部絕緣存在的潛伏性缺陷，避免突發(fā)性絕緣故障。局部放電檢測是以發(fā)生局部放電產(chǎn)生的電、光、聲等現(xiàn)象為依據(jù)，通過描述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。局部放電過程中會產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射，產(chǎn)生波、光、氣體生成物等，并能產(chǎn)生能量損耗引起局部過熱，相應(yīng)的檢測方法有脈沖電流法、氣相色譜法、超聲波法、無線電干擾檢測法、光測法等多種檢測方法。在這些方法中，對不同高壓局部放電點的檢測，一般都需要由點狀傳感器或儀器來完成，大面積監(jiān)測則需要通過大量的點狀傳感器來完成，實現(xiàn)方式繁瑣，難度較大。目前，使用最廣泛的方法是脈沖電流法和超聲波檢測法。脈沖電流法中常采用的是羅戈夫斯基線圈型電流傳感器，測量局部放電射頻頻段（3～30 MHz）的信號。但由于現(xiàn)場中存在很多電磁干擾，如電力系統(tǒng)載波，通訊無線電廣播干擾、高頻保護信號、電力系統(tǒng)諧波干擾等以及設(shè)備自生工作特性帶來的一些干擾，這種方法雖然可以避開現(xiàn)場中大量的低頻及中頻干擾，但難以避開大量的射頻范圍內(nèi)的干擾。超聲波檢測是針對高壓局部放電中70～150 kHz的超聲頻率成分，但由于這部分超聲能量衰減較快，同時由于聲電換能元件的效率還不夠高，這種探測技術(shù)目前常與無線電干擾等檢測方法結(jié)和起來，先由后者大致探測到放電的存在，再用超聲波探測器依次逐個排查，探測效率偏低。同樣，這兩種方法也是使用點狀傳感器，進行大范圍探測的不便之處可想而知。為了解決上述問題，本文提出了一種基于Sagnac干涉儀[1]的全光纖干涉定位系統(tǒng)。利用光纖本身作為傳感單元，可以探測到局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波振動，經(jīng)過計算可以得到局部放電所發(fā)生的具體位置。與上述的傳統(tǒng)監(jiān)測手段相比，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）利用光纖作為傳感單元，可以方便對局部放電進行分布式傳感[23]和定位。（2）光纖材料的化學(xué)和物理性質(zhì)十分穩(wěn)定，不容易被外界環(huán)境腐蝕，也不容易被電磁干擾。（3）光纖傳感器作為一種無源設(shè)備，對外界的電氣設(shè)備沒有影響，適合電網(wǎng)監(jiān)控。以上性質(zhì)說明全光纖干涉振動定位系統(tǒng)比較適合用于由人為破壞或環(huán)境腐蝕所造成的電網(wǎng)局部放電的定位，有助于電網(wǎng)實現(xiàn)智能化。

用于電網(wǎng)監(jiān)控的全光纖干涉局部放電定位系統(tǒng)

摘要： 針對傳統(tǒng)的電網(wǎng)局部放電定位方法的諸多缺點，提出了一種基于Sagnac干涉儀的光纖傳感定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)使用光纖作為傳感單元，探測局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波，利用算法對探測到的振動信號進行處理，最終得到局部放電發(fā)生的具體位置。實驗證明該系統(tǒng)具有較高的精確性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 光纖干涉系統(tǒng)； 振動定位； 局部放電； 智能電網(wǎng)

中圖分類號： TN 911.74文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.04.005

引言電網(wǎng)電氣設(shè)施的局部放電屬常見現(xiàn)象，特別常發(fā)生于變壓器、電纜接頭和終端頭部位等處，局部放電是電網(wǎng)設(shè)施絕緣劣化的前兆，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)、處理，放電引起的電氣損傷升級，最終會導(dǎo)致絕緣擊穿，造成電網(wǎng)事故，甚至可能會帶來重大經(jīng)濟損失。通過局部放電的在線監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施內(nèi)部絕緣存在的潛伏性缺陷，避免突發(fā)性絕緣故障。局部放電檢測是以發(fā)生局部放電產(chǎn)生的電、光、聲等現(xiàn)象為依據(jù)，通過描述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。局部放電過程中會產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射，產(chǎn)生波、光、氣體生成物等，并能產(chǎn)生能量損耗引起局部過熱，相應(yīng)的檢測方法有脈沖電流法、氣相色譜法、超聲波法、無線電干擾檢測法、光測法等多種檢測方法。在這些方法中，對不同高壓局部放電點的檢測，一般都需要由點狀傳感器或儀器來完成，大面積監(jiān)測則需要通過大量的點狀傳感器來完成，實現(xiàn)方式繁瑣，難度較大。目前，使用最廣泛的方法是脈沖電流法和超聲波檢測法。脈沖電流法中常采用的是羅戈夫斯基線圈型電流傳感器，測量局部放電射頻頻段（3～30 MHz）的信號。但由于現(xiàn)場中存在很多電磁干擾，如電力系統(tǒng)載波，通訊無線電廣播干擾、高頻保護信號、電力系統(tǒng)諧波干擾等以及設(shè)備自生工作特性帶來的一些干擾，這種方法雖然可以避開現(xiàn)場中大量的低頻及中頻干擾，但難以避開大量的射頻范圍內(nèi)的干擾。超聲波檢測是針對高壓局部放電中70～150 kHz的超聲頻率成分，但由于這部分超聲能量衰減較快，同時由于聲電換能元件的效率還不夠高，這種探測技術(shù)目前常與無線電干擾等檢測方法結(jié)和起來，先由后者大致探測到放電的存在，再用超聲波探測器依次逐個排查，探測效率偏低。同樣，這兩種方法也是使用點狀傳感器，進行大范圍探測的不便之處可想而知。為了解決上述問題，本文提出了一種基于Sagnac干涉儀[1]的全光纖干涉定位系統(tǒng)。利用光纖本身作為傳感單元，可以探測到局部放電過程中所產(chǎn)生的聲波和超聲波振動，經(jīng)過計算可以得到局部放電所發(fā)生的具體位置。與上述的傳統(tǒng)監(jiān)測手段相比，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）利用光纖作為傳感單元，可以方便對局部放電進行分布式傳感[23]和定位。（2）光纖材料的化學(xué)和物理性質(zhì)十分穩(wěn)定，不容易被外界環(huán)境腐蝕，也不容易被電磁干擾。（3）光纖傳感器作為一種無源設(shè)備，對外界的電氣設(shè)備沒有影響，適合電網(wǎng)監(jiān)控。以上性質(zhì)說明全光纖干涉振動定位系統(tǒng)比較適合用于由人為破壞或環(huán)境腐蝕所造成的電網(wǎng)局部放電的定位，有助于電網(wǎng)實現(xiàn)智能化。

用于電網(wǎng)監(jiān)控的全光纖干涉局部放電定位系統(tǒng)