CN111812465A - 基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 - Google Patents
基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111812465A CN111812465A CN202010595809.9A CN202010595809A CN111812465A CN 111812465 A CN111812465 A CN 111812465A CN 202010595809 A CN202010595809 A CN 202010595809A CN 111812465 A CN111812465 A CN 111812465A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel sheet
- optical fiber
- partial discharge
- sleeve
- quartz diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，包括光纤纤芯、套管、F‑P腔、石英膜片；所述套管套于所述光纤纤芯外，F‑P腔设于套管内光纤纤芯与石英膜片之间；石英膜片的外侧贴附有带有凹口的钢片，钢片通过固定结构与所述套管及石英膜片连接；钢片凹口位置与所述F‑P腔相对应，并与所述石英膜片形成振动耦合气隙；钢片背对凹口的平面与变压器油箱壁紧密耦合连接，用于将变压器油箱壁传播的局放超声信号，通过钢片的振动传导至石英膜片。本发明可用于局放超声信号检测，实现对电厂大型电力变压器局部放电的在线检测，具有检测精度高、抗干扰能力强、可有效缩短安装周期、降低安装难度的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于电力变压器局部放电检测技术领域，尤其涉及一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置。
背景技术
电力变压器中局部放电是危害绝缘安全的主要原因，极易引起运行事故造成巨大的经济损失，因此对局部放电现象的检测就显得尤为重要。通常情况下，局部放电现象的发生伴随有声、光、电及化学反应等现象，其中对局放超声信号的检测具有较高的实时性以及抗干扰性。检测局放超声信号较为常用的方法是使用压电陶瓷(PZT)声发射传感器，但PZT传感器为现场有源安装且依靠电信号做为信息的传输载体，极易受现场电力设备高电场和强磁场干扰。利用光纤声波传感器检测局放超声信号可有效避免上述问题，并且具有检测精度高、抗电磁干扰能力强和便于组成智能检测网络等优点。
目前国内采用基于非本征光纤法布里-珀罗传感器的内置式变压器超声波局放在线监测系统，由于需要内置安装，安装周期长、破坏油箱整体性、无法随意更换检测位置等因素制约，还未能广泛推广。因此，基于非本征光纤法布里-珀罗传感器的外置式变压器超声波局放在线监测系统的开发意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，用于局放超声信号检测，实现对电厂大型电力变压器局部放电的在线检测，具有检测精度高、抗干扰能力强、可有效缩短安装周期、降低安装难度的技术优势。
本发明提供了一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，包括光纤纤芯、套管、F-P腔、石英膜片；所述套管套于所述光纤纤芯外，所述F-P腔设于所述套管内光纤纤芯与石英膜片之间；
所述石英膜片的外侧贴附有带有凹口的钢片，所述钢片通过固定结构与所述套管及石英膜片连接；所述钢片凹口位置与所述F-P腔相对应，并与所述石英膜片形成振动耦合气隙；
所述钢片背对凹口的平面与变压器油箱壁紧密耦合连接，用于将变压器油箱壁传播的局放超声信号，通过所述钢片的振动传导至所述石英膜片。
进一步地，所述固定结构通过粘接方式与所述钢片、套管、石英膜片连接。
进一步地，所述钢片背对凹口的平面与变压器油箱壁胶合连接。
进一步地，所述钢片采用与变压器油箱壁同种材料加工制成。
借由上述方案，通过基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，可用于局放超声信号检测，实现对电厂大型电力变压器局部放电的在线检测，具有检测精度高、抗干扰能力强、可有效缩短安装周期、降低安装难度的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本发明基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置的结构示意图。
图中标号：
1-光纤纤芯；2-套管；3-F-P腔；4-石英膜片；5-固定结构；6-钢片；7-振动耦合气隙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，包括光纤纤芯1、套管2、F-P腔((Fabry-perotCavity))3、石英膜片4；套管2套于光纤纤芯1外，F-P腔3设于套管2内光纤纤芯1与石英膜片4之间；
石英膜片4的外侧贴附有带有凹口的钢片6，钢片6通过固定结构5与套管2及石英膜片4连接；钢片6凹口位置与F-P腔3相对应，并与石英膜片4形成振动耦合气隙7；
钢片6背对凹口的平面与变压器油箱壁紧密耦合连接，用于将变压器油箱壁传播的局放超声信号，通过钢片6的振动传导至石英膜片4(带动石英膜片振动)。
根据声波在液固介质传播特性，声波经液体介质传播后在固体介质表面部分声波发生反射，部分声波耦合进入固体介质，但对于适当体积大小的固体介质会对特定频率的声波产生能量的汇聚，即不同尺寸固体介质对特定频率声波具有吸能作用。本实施例通过在非本征光纤法布里-珀罗传感器敏感膜片外侧设计对局部放电声波频段信号具有强吸收结构的固体结构(钢片)，使固体结构面范围的声波聚集后再耦合至法布里-珀罗敏感膜片，可提高膜片响应灵敏度。该传感器装置一阶固有谐振频率为113kHz，静压灵敏度为7.5nm/kPa。
该传感器依托于外置油腔耦合结构，可有效保护传感器结构完整性，极大的降低安装难度，避免传感器法珀腔在变压器内部高压场强区域发生局部放电，传感器外置安装情况下检测灵敏度与传统的PZT传感器基本一致，能够有效测量变压器局部放电量，具有检测精度高、抗干扰能力强、可有效缩短安装周期、降低安装难度的技术效果。
在本实施例中，固定结构5通过(胶水)粘接方式与钢片6、套管2、石英膜片4固定连接。
在本实施例中，钢片6背对凹口的平面与变压器油箱壁胶合连接，可输出变压器局部放电信号。
在本实施例中，钢片6采用与变压器油箱壁同种材料加工制成，可减少声波在不同阻抗边界的反射衰减。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，其特征在于，包括光纤纤芯、套管、F-P腔、石英膜片；所述套管套于所述光纤纤芯外，所述F-P腔设于所述套管内光纤纤芯与石英膜片之间；
所述石英膜片的外侧贴附有带有凹口的钢片，所述钢片通过固定结构与所述套管及石英膜片连接；所述钢片凹口位置与所述F-P腔相对应，并与所述石英膜片形成振动耦合气隙；
所述钢片背对凹口的平面与变压器油箱壁紧密耦合连接，用于将变压器油箱壁传播的局放超声信号，通过所述钢片的振动传导至所述石英膜片。
2.根据权利要求1所述的基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，其特征在于，所述固定结构通过粘接方式与所述钢片、套管、石英膜片连接。
3.根据权利要求1所述的基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，其特征在于，所述钢片背对凹口的平面与变压器油箱壁胶合连接。
4.根据权利要求1所述的基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置，其特征在于，所述钢片采用与变压器油箱壁同种材料加工制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010595809.9A CN111812465A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010595809.9A CN111812465A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111812465A true CN111812465A (zh) | 2020-10-23 |
Family
ID=72855753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010595809.9A Pending CN111812465A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111812465A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115629133A (zh) * | 2022-08-19 | 2023-01-20 | 绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院 | 一种基于光纤光栅声发射传感器的核电装备损伤检测系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201589842U (zh) * | 2010-02-03 | 2010-09-22 | 山东电力研究院 | 变压器局部放电光纤检测装置 |
| CN203191069U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-09-11 | 哈尔滨理工大学 | 非本征型光纤法珀声发射传感器和含有该传感器的超声波检测装置 |
| KR101486995B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2015-01-29 | 한국전력공사 | 변압기 결함 검출 장치 및 방법 |
| CN107942215A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-20 | 哈尔滨理工大学 | 外置贴合式非本征法布里珀罗光纤传感器及测试平台 |
| CN109916500A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-21 | 国网上海市电力公司 | 局部放电光纤efpi传感器的非密封式法珀腔探头 |
| CN209982007U (zh) * | 2019-04-17 | 2020-01-21 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 高压防雷装置 |
| CN210625841U (zh) * | 2019-08-01 | 2020-05-26 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 一种在线测量高中压转子过桥汽封振动装置 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010595809.9A patent/CN111812465A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201589842U (zh) * | 2010-02-03 | 2010-09-22 | 山东电力研究院 | 变压器局部放电光纤检测装置 |
| CN203191069U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-09-11 | 哈尔滨理工大学 | 非本征型光纤法珀声发射传感器和含有该传感器的超声波检测装置 |
| KR101486995B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2015-01-29 | 한국전력공사 | 변압기 결함 검출 장치 및 방법 |
| CN107942215A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-20 | 哈尔滨理工大学 | 外置贴合式非本征法布里珀罗光纤传感器及测试平台 |
| CN109916500A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-21 | 国网上海市电力公司 | 局部放电光纤efpi传感器的非密封式法珀腔探头 |
| CN209982007U (zh) * | 2019-04-17 | 2020-01-21 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 高压防雷装置 |
| CN210625841U (zh) * | 2019-08-01 | 2020-05-26 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 一种在线测量高中压转子过桥汽封振动装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115629133A (zh) * | 2022-08-19 | 2023-01-20 | 绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院 | 一种基于光纤光栅声发射传感器的核电装备损伤检测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108508085B (zh) | 一种扭转模态磁致伸缩传感器、管道检测系统及方法 | |
| CN108562642B (zh) | 纵向模态超声导波的电磁换能装置、管道检测系统及方法 | |
| CN101998201B (zh) | 折叠盖板宽带水声换能器 | |
| CN112345894B (zh) | 一种适用液体环境局部放电超声检测f-p传感器及制备方法 | |
| CN111812465A (zh) | 基于非本征光纤法的外置式变压器局部放电传感器装置 | |
| CN111829645B (zh) | 一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统 | |
| CN106124635B (zh) | 用于管道超声导波探伤的压电换能器及其控制方法和应用 | |
| CN210180558U (zh) | 基于saw谐振的电缆中间接头测温装置及电缆中间接头 | |
| CN113589113B (zh) | 一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列 | |
| CN115144712B (zh) | 一种局部放电光学超声检测系统 | |
| KR100941684B1 (ko) | Ｐｍｎ-ｐｔ 압전 단결정을 이용한 고감쇠 재료 비파괴검사용 초음파 탐촉자 | |
| CN108871697A (zh) | 一种全光纤结构的气体泄露检测装置 | |
| CN109164364B (zh) | 一种用于监测液固复合绝缘电力设备局部放电的空间全角度超声波光纤法-珀传感器 | |
| CN201269749Y (zh) | 高温测厚探头 | |
| CN103015980A (zh) | 一种次声波发射与接收的动液面仪及其方法 | |
| CN115469196A (zh) | 一种变压器套管局部放电的光纤干涉型超声传感器 | |
| CN201878311U (zh) | 折叠盖板宽带水声换能器 | |
| CN212807172U (zh) | 一种换能器以及超声水表 | |
| CN201467422U (zh) | 双面纵向振动深水发射换能器 | |
| CN211783743U (zh) | 基于超声阻抗检测的变压器本体油位的测量装置 | |
| CN114308600A (zh) | 用于开关柜绝缘缺陷非接触式检测的空气耦合超声换能器 | |
| CN211217399U (zh) | 一种管道检测复合振子结构导波激励换能器 | |
| CN102877839A (zh) | 一种声波换能器及其测井装置 | |
| CN206892256U (zh) | 基于激光干涉的内植式高压电缆局部放电二维超声传感器 | |
| CN215339664U (zh) | 一种用于管道结构健康监测的压电智能装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201023 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |