本发明专利技术属于电力设备状态检测技术领域，具体公开了一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法与系统，其中方法的步骤包括：获取分布反馈光纤激光器，制作光纤环，将所述光纤环作为所述分布反馈光纤激光器的传感头；基于泵浦激光器对分布反馈光纤激光器输入泵浦光，获取输出光信号；分布反馈光纤激光器基于激光自混合干涉原理，对输出光信号进行输出，并基于波分复用器获取输出激光；输出激光基于光电转换解调出局部放电信号。本发明专利技术有效的保护了激光器的安全，同时避免了激光器波动引起的噪声，在局部放电的在线实时监测领域具有可观的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力设备状态检测，特别是涉及一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法。
技术介绍
1、局部放电是导致电气设备绝缘老化的主要原因之一。早期的局放虽然不会直接使电气设备绝缘击穿，但会导致绝缘快速劣化，对电力设备的安全运行产生威胁。因此，可靠而有效的在线局放监测手段对电力设备运维和绝缘状态评估非常关键。
2、目前，常见的用于局部放电超声检测的方式有：光纤布拉格光栅传感器(fiberbragg grating，fbg)，非本征法珀光纤传感器(extrinsic fabry-perotinterferometric，efpi)，光纤干涉仪型传感器(fiber optic interferometric，foi)。其中，fbg可深入电力变压器内部进行检测但灵敏度较低；efpi拥有较高的检测灵敏度，但传感器中预留有膜片耦合而形成的空气腔，在电力变压器内部高场强区域中应用存在局限性；foi虽然结构简单，容易制作但是始终存在光程匹配问题，导致实际使用受限。
3、分布反馈光纤激光器(distributed feedback fiber laser，dfb-fl)是一种可以输出模式稳定、线宽极窄的高相干光源，具有极高的工程应用价值。dfb-fl为全光纤结构，有效传感部分仅为几个厘米，并且其传感单元与解调系统相互独立，十分有利于电力设备局部放电长距离在线监测，然而将dfb-fl作为传感单元，容易出现因环境因素引起的激光器强度波动，这种噪声信号频域常在局放的检测频带上，对局放检测造成严重的干扰。
/>技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、一方面为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，包括以下步骤：
3、获取分布反馈光纤激光器，制作光纤环，将所述光纤环作为所述分布反馈光纤激光器的传感头；
4、基于泵浦激光器对所述分布反馈光纤激光器输入泵浦光，获取输出光信号；
5、所述分布反馈光纤激光器基于激光自混合干涉原理，对所述输出光信号进行输出，并基于波分复用器获取输出激光；
6、所述输出激光基于光电转换解调出局部放电信号。
7、可选地，所述光纤环由50m单模光纤绕制制得。
8、可选地，基于泵浦激光器对所述分布反馈光纤激光器输入泵浦光的过程中，所述分布反馈光纤激光器将相移光纤光栅刻写在光纤环上，并利用所述泵浦光作为激励，获得窄线宽、高功率的输出光信号。
9、可选地，对所述输出光信号进行输出的过程中，基于反射镜组与所述光纤环组成反馈部分，输出光信号经过所述反馈部分，获取反射光，所述反射光返回分布反馈光纤激光器的谐振腔。
10、可选地，所述反射光返回分布反馈光纤激光器的谐振腔的过程中，反射光携带的局放电的声信号对分布反馈光纤激光器的输出光强进行调制。
11、另一方面为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量系统，包括依次连接的泵浦激光器、分布反馈光纤激光器、波分复用器、反射镜组、光电转换器；
12、所述泵浦激光器用于发出泵浦光；
13、所述分布反馈光纤激光器用于将泵浦光转换为输出光信号，并基于激光自混合干涉原理，对所述输出光信号进行输出，获取输出激光；所述分布反馈光纤激光器的后端接入光纤环，作为传感单元；
14、所述波分复用器用于泵浦光与输出激光的分离；
15、所述反射镜组用于对所述输出光信号进行反射；
16、所述光电转换器用于将所述输出激光解调出局部放电信号。
17、可选地，所述泵浦激光器为980nm单模泵浦激光器，并与波分复用器的980nm端口相连。
18、可选地，所述分布反馈光纤激光器为铒镱共掺型分布反馈光纤激光器，中心波长为1550.03nm，出光功率最大为3mw，等效谐振腔长度为3cm。
19、可选地，所述反射镜组包括两个晶体旋转角为90°的法拉第光纤反射镜。
20、本专利技术的技术效果为：
21、本专利技术提出了基于激光自干涉效应的局部放电测量技术，通过该技术只需要将一定长度的单模光纤绕制成光纤环接在激光器后面形成外腔，就可以利用单模光纤做传感头，用单模光纤测量外界的待测量，而不必将光纤激光器置于外界环境中，有效的保护了激光器的安全，同时避免了激光器波动引起的噪声，在局部放电的在线实时监测领域具有可观的应用前景。
22、本专利技术对比现有的dfb-fl局放检测方法可获得更高的信噪比，反射光携带的局放电的声信号对激光器的输出光强进行调制，通过光电转换解调出局放信号，实现局部放电的稳定测量。
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【技术保护点】
1.一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，所述光纤环由50m单模光纤绕制制得。
3.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，基于泵浦激光器对所述分布反馈光纤激光器输入泵浦光的过程中，所述分布反馈光纤激光器将相移光纤光栅刻写在光纤环上，并利用所述泵浦光作为激励，获得窄线宽、高功率的输出光信号。
4.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，对所述输出光信号进行输出的过程中，基于反射镜组与所述光纤环组成反馈部分，输出光信号经过所述反馈部分，获取反射光，所述反射光返回分布反馈光纤激光器的谐振腔。
5.根据权利要求4所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，所述反射光返回分布反馈光纤激光器的谐振腔的过程中，反射光携带的局放电的声信号对分布反馈光纤激光器的输出光强进行调制。
6.一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量系统，其特征在于，包括依次连接的泵浦激光器、分布反馈光纤激光器、波分复用器、反射镜组、光电转换器；
7.根据权利要求6所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量系统，其特征在于，所述泵浦激光器为980nm单模泵浦激光器，并与波分复用器的980nm端口相连。
8.根据权利要求6所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量系统，其特征在于，所述分布反馈光纤激光器为铒镱共掺型分布反馈光纤激光器，中心波长为1550.03nm，出光功率最大为3mW，等效谐振腔长度为3cm。
9.根据权利要求6所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量系统，其特征在于，所述反射镜组包括两个晶体旋转角为90°的法拉第光纤反射镜。
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【技术特征摘要】
1.一种基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，所述光纤环由50m单模光纤绕制制得。
3.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，基于泵浦激光器对所述分布反馈光纤激光器输入泵浦光的过程中，所述分布反馈光纤激光器将相移光纤光栅刻写在光纤环上，并利用所述泵浦光作为激励，获得窄线宽、高功率的输出光信号。
4.根据权利要求1所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，对所述输出光信号进行输出的过程中，基于反射镜组与所述光纤环组成反馈部分，输出光信号经过所述反馈部分，获取反射光，所述反射光返回分布反馈光纤激光器的谐振腔。
5.根据权利要求4所述的基于激光自混合干涉的高信噪比局部放电测量方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟超，于群，陈起超，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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