局部放电检测系统技术方案

本申请涉及一种局部放电检测系统。局部放电检测系统包括光源组件、光纤放大器、环形器、光纤光栅传感器阵列、光纤耦合器、干涉仪和信号解调装置。局部放电检测系统通过采用光纤光栅传感器阵列、光纤耦合器和干涉仪等无源性器件，可以有效避免复杂电磁环境对局部放电信号检测的干扰，实现对电缆接头局部放电情况的准确检测。光纤光栅传感器阵列可以同时对多芯电缆中的每个单芯电缆进行局部放电检测，其反射回的脉冲信号经由干涉仪调制后在光纤耦合器中发生干涉，通过信号解调装置可以解调出携带局部放电信息的原始信号，有效提高了系统的灵敏度。局部放电检测系统可以在复杂电磁环境影响准确检测全部电缆接头的局部放电情况的问题。

Partial Discharge Detection System

This application relates to a partial discharge detection system. The partial discharge detection system includes light source module, fiber amplifier, loop, fiber Bragg grating sensor array, fiber coupler, interferometer and signal demodulation device. By using passive devices such as fiber Bragg grating sensor array, fiber coupler and interferometer, the partial discharge detection system can effectively avoid the interference of complex electromagnetic environment on the detection of partial discharge signals, and realize the accurate detection of partial discharge of cable joints. Fiber Bragg Grating (FBG) sensor array can simultaneously detect partial discharge (PD) of each single-core cable in a multi-core cable. The reflected pulse signal modulated by the interferometer interferes in the fiber coupler. The original signal carrying PD information can be modulated by the signal demodulation device, which effectively improves the sensitivity of the system. The partial discharge detection system can accurately detect the partial discharge of all cable joints in complex electromagnetic environment.

【技术实现步骤摘要】
局部放电检测系统
本申请涉及局部放电检测
，特别是涉及一种局部放电检测系统。
技术介绍
目前，大多数配电网交联乙烯电缆采取直埋、电缆沟、隧道等铺设方式。在复杂环境和高负载等综合因素影响下，电缆会因为绝缘老化、工艺缺陷等原因发生局部放电而导致故障。同时，大多数的电缆局部放电发生在电缆中间接头部位。而电缆中间接头所处的特殊环境导致了工作人员难以对故障进行定位或修复。此外，不同于变压器、开关柜等较大型的电力设备，电缆接头具有位置环境复杂、数量众多和体积较小等特征。因此，相关技术中的局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响，同时无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况等问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对相关技术中的局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响，同时无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况的问题，提供一种局部放电检测系统。一种局部放电检测系统，包括：光源组件，用于产生脉冲激光；光纤放大器，与所述光源组件光信号连接，用于放大脉冲激光；环形器，与所述光纤放大器光信号连接；光纤光栅传感器阵列，与所述环形器光信号连接，所述光纤光栅传感器阵列包括多个单芯电缆光纤光栅传感器和壳体，所述壳体开设有多个通孔，多个所述单芯电缆光纤光栅传感器通过光纤串联且分别穿设于多个所述通孔，所述光纤光栅传感器阵列用于检测多芯电缆的局部放电信号；光纤耦合器，与所述环形器光信号连接，用于接收所述光纤光栅传感器阵列的反射光信号；干涉仪，与所述光纤耦合器光信号连接，用于调制相邻两个脉冲光进行干涉；以及信号解调装置，与所述光纤耦合器光信号连接，用于处理经所述光纤耦合器反射的干涉信号。在其中一个实施例中，所述单芯电缆光纤光栅传感器包括：传感器本体，包括震动传导装置和密封壁，所述震动传导装置开设有第二通孔，待测单芯电缆穿设于所述第二通孔，所述密封壁包围所述震动传导装置，且与所述震动传导装置共同定义第一容纳腔；传感光纤，设置于所述第一容纳腔内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置，所述传感光纤的两端延伸至所述第一容纳腔外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及光纤光栅，设置于所述第一容纳腔外，且分别与所述传感光纤的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。在其中一个实施例中，所述光纤光栅的长度为百微米量级。在其中一个实施例中，所述震动传导装置包括：传导壁，所述传导壁为所述第二通孔侧壁；以及传导片，设置于所述传导壁远离所述第二通孔轴线的一端，且与所述传导壁机械连接。在其中一个实施例中，所述传导片包括：震动传导部，与所述传导壁机械连接，用于传导高频震动信号；以及震动放大部，与所述震动传导部机械连接，用于放大高频震动信号。在其中一个实施例中，还包括超声耦合层，贴合设置于所述传导壁靠近所述第二通孔轴线的一面，用于填充所述传导壁和待测单芯电缆之间的空隙，并将增强所述震动传导装置接收到的超声震动信号。在其中一个实施例中，还包括密封圆台，设置于所述传感器本体沿所述第二通孔轴向的两端，所述密封圆台开设有与所述第二通孔共轴的第三通孔。在其中一个实施例中，所述密封圆台开设有光纤穿孔，所述光纤穿孔与所述第一容纳腔连通，所述传感光纤穿设于所述光纤穿孔，所述光纤穿孔用于在所述传感光纤穿入和穿出后密封所述第一容纳腔。在其中一个实施例中，所述密封圆台包括密封环，设置于所述密封圆台远离所述传感器本体的一端，所述密封环用于密封待测单芯电缆和所述第三通孔之间形成的空间。在其中一个实施例中，所述传感器本体的材料为铝。在其中一个实施例中，所述光纤光栅传感器阵列还包括端盖，设置于所述壳体沿所述第一通孔轴向的两端，所述端盖罩盖于所述壳体，且与所述壳体共同围合形成第二容纳腔，串联相邻两个所述单芯电缆光纤光栅传感器的光纤位于所述第二容纳腔内。在其中一个实施例中，所述光源组件包括：激光光源，用于产生连续激光；以及脉冲调制装置，与所述激光光源光信号连接，用于将连续激光调制为脉冲激光。在其中一个实施例中，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。在其中一个实施例中，所述信号解调装置包括：光电转换模块，与所述光纤耦合器光信号连接；数据采集模块，与所述光电转换模块电连接；以及数据处理模块，与所述数据采集模块电连接。上述局部放电检测系统，所述局部放电检测系统通过采用光纤光栅传感器阵列、光纤耦合器和干涉仪等无源性器件，可以有效避免复杂电磁环境对局部放电信号检测的干扰，实现对电缆接头局部放电情况的准确检测。所述光纤光栅传感器阵列可以同时对多芯电缆中的每个单芯电缆进行局部放电检测，其反射回的脉冲信号经由所述干涉仪调制后在所述光纤耦合器中发生干涉，通过所述信号解调装置可以解调出携带局部放电信息的原始信号，有效提高了系统的灵敏度。所述局部放电检测系统有效克服了相关技术中局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响和无法准确监测全部电缆接头的局部放电情况的问题。附图说明图1为本申请实施例提供的一种局部放电检测系统连接关系示意图；图2为本申请实施例提供的一种光纤光栅传感器阵列剖面结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种光纤光栅传感器阵列壳体剖面结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种单芯电缆光纤光栅传感器剖面结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种沿图4中A-A方向的剖面结构示意图；图6为本申请实施例提供的另一种局部放电检测系统连接关系示意图。附图标号说明100局部放电检测系统110光源组件111激光光源112脉冲调制装置120光纤放大器130环形器140光纤光栅传感器阵列141单芯电缆光纤光栅传感器142壳体143第一通孔144端盖145第二容纳腔146第四通孔20传感器本体210第二通孔220震动传导装置221传导壁222传导片223震动传导部224震动放大部230密封壁240第一容纳腔30传感光纤40光纤光栅50超声耦合层60密封圆台610第三通孔620光纤穿孔630密封环150光纤耦合器160干涉仪170信号解调装置171光电转换模块172数据采集模块173数据处理模块300单芯电缆具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1-图3，本申请提供一种局部放电检测系统100。所述局部放电检测系统100包括光源组件110、光纤放大器120、环形器130、光纤光栅传感器阵列140、光纤耦合器150、干涉仪160和信号解调装置170。所述光源组件110用于产生脉冲激光。所述光纤放大器120与所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局部放电检测系统(100)，其特征在于，包括：光源组件(110)，用于产生脉冲激光；光纤放大器(120)，与所述光源组件(110)光信号连接，用于放大脉冲激光；环形器(130)，与所述光纤放大器(120)光信号连接；光纤光栅传感器阵列(140)，与所述环形器(130)光信号连接，所述光纤光栅传感器阵列(140)包括多个单芯电缆光纤光栅传感器(141)和壳体(142)，所述壳体(142)开设有多个第一通孔(143)，多个所述单芯电缆光纤光栅传感器(141)通过光纤串联且分别穿设于多个所述第一通孔(143)，所述光纤光栅传感器阵列(140)用于检测多芯电缆的局部放电信号；光纤耦合器(150)，与所述环形器(130)光信号连接，用于接收所述光纤光栅传感器阵列(140)的反射光信号；干涉仪(160)，与所述光纤耦合器(150)光信号连接，用于调制相邻两个脉冲光进行干涉；以及信号解调装置(170)，与所述光纤耦合器(150)光信号连接，用于处理经所述光纤耦合器(150)反射的干涉信号。

【技术特征摘要】
1.一种局部放电检测系统(100)，其特征在于，包括：光源组件(110)，用于产生脉冲激光；光纤放大器(120)，与所述光源组件(110)光信号连接，用于放大脉冲激光；环形器(130)，与所述光纤放大器(120)光信号连接；光纤光栅传感器阵列(140)，与所述环形器(130)光信号连接，所述光纤光栅传感器阵列(140)包括多个单芯电缆光纤光栅传感器(141)和壳体(142)，所述壳体(142)开设有多个第一通孔(143)，多个所述单芯电缆光纤光栅传感器(141)通过光纤串联且分别穿设于多个所述第一通孔(143)，所述光纤光栅传感器阵列(140)用于检测多芯电缆的局部放电信号；光纤耦合器(150)，与所述环形器(130)光信号连接，用于接收所述光纤光栅传感器阵列(140)的反射光信号；干涉仪(160)，与所述光纤耦合器(150)光信号连接，用于调制相邻两个脉冲光进行干涉；以及信号解调装置(170)，与所述光纤耦合器(150)光信号连接，用于处理经所述光纤耦合器(150)反射的干涉信号。2.根据权利要求1所述的局部放电检测系统(100)，其特征在于，所述单芯电缆光纤光栅传感器(141)包括：传感器本体(20)，包括震动传导装置(220)和密封壁(230)，所述震动传导装置(220)开设有第二通孔(210)，待测单芯电缆(300)穿设于所述第二通孔(210)，所述密封壁(230)包围所述震动传导装置(220)，且与所述震动传导装置(220)共同定义第一容纳腔(240)；传感光纤(30)，设置于所述第一容纳腔(240)内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置(220)，所述传感光纤(30)的两端延伸至所述第一容纳腔(240)外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及光纤光栅(40)，设置于所述第一容纳腔(240)外，且分别与所述传感光纤(30)的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。3.根据权利要求2所述的局部放电检测系统(100)，其特征在于，所述光纤光栅(40)的长度为百微米量级。4.根据权利要求2所述的局部放电检测系统(100)，其特征在于，所述震动传导装置(220)包括：传导壁(221)，所述传导壁(221)为所述第二通孔(210)侧壁；以及传导片(222)，设置于所述传导壁(221)远离所述第二通孔(210)轴线的一端，且与所述传导壁(221)机械连接。5.根据权利要求4所述的局部放电检测系统(100)，其特征在于，所述传导片(222)包括：震动传导部(223)，与所述传导壁(221)机械连接，用于传导高频震动信号；以及震动放大部(224)，与所述震动...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦盈释，陈金锋，皮昊书，陈子涵，吴中，宋书生，周伟文，杜浩，夏金凯，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44