一种气体绝缘设备的多参量光纤传感在线监测系统及方法技术方案

技术编号:40537037 阅读:33 留言:0更新日期:2024-03-01 13:59
本发明专利技术提供一种气体绝缘设备的多参量光纤传感在线监测系统及方法。该传感系统包括近红外宽带光源、光纤分路器、光纤可调谐滤波器、光纤耦合器、四芯光缆、光纤多参量传感探头、信号处理电路板、阵列波导光栅、光纤阵列和光电二极管阵列。将三种法布里‑珀罗干涉仪集成在一个微型光纤多参量传感探头中,对六氟化硫气体绝缘设备中分解产物、局放超声和气压等多参量进行高灵敏度感知。通过对近红外宽带光源和光谱探测部分进行共享复用,大幅度简化了系统结构并降低了系统成本。系统中的激发光和探测光均由光纤传输,传感探头不包含电学元件,具备抗电磁干扰和远距离感测能力。本发明专利技术为气体绝缘设备的多参量在线监测提供了一种极具竞争力的技术方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高电压电气设备在线监测,涉及一种气体绝缘设备的多参量光纤传感在线监测系统及方法


技术介绍

1、六氟化硫气体绝缘电气设备采用全封闭的气室结构实现绝缘和灭弧功能,是目前高压电网的重要变电和开关设备。单个气体绝缘设备通常由10个左右气室组成,全封闭的结构和庞大的气室数量,给六氟化硫气体绝缘设备的故障预警带来了巨大挑战。气体绝缘设备内部发生局部放电故障时会产生超声波,同时释放的热量导致放电部位温度过高使六氟化硫气体分解产生h2s、so2等特征产物。其中,h2s气体是监测放电故障的代表性气体。因此,实时监测设备内的超声波信号和h2s气体浓度,可以对放电故障进行有效预警。文献multi-pass differential photoacoustic sensor for real-time measurement of sf6decomposition component h2s at the ppb level,2023,95(21):8214–8222报道了一种利用光声光谱技术进行六氟化硫分解产物h2s的检测方法,达到了较高的检测灵敏度。局部放电产本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气体绝缘设备的多参量光纤传感在线监测系统,其特征在于,该多参量光纤传感在线监测系统包括近红外宽带光源(1)、光纤分路器(2)、光纤可调谐滤波器(3)、光纤耦合器(4)、四芯光缆(5)、光纤多参量传感探头(6)、信号处理电路板(7)、阵列波导光栅(8)、光纤阵列(9)和光电二极管阵列(10);近红外宽带光源(1)与光纤分路器(2)相连,光纤分路器(2)分别与光纤可调谐滤波器(3)、光纤耦合器(4)相连,近红外宽带光源(1)发射的宽谱光经光纤分路器(2)后分成两束,分别入射到光纤可调谐滤波器(3)和光纤耦合器(4);光纤可调谐滤波器(3)和光纤耦合器(4)均与四芯光缆(5)相连,四芯...

【技术特征摘要】

1.一种气体绝缘设备的多参量光纤传感在线监测系统,其特征在于,该多参量光纤传感在线监测系统包括近红外宽带光源(1)、光纤分路器(2)、光纤可调谐滤波器(3)、光纤耦合器(4)、四芯光缆(5)、光纤多参量传感探头(6)、信号处理电路板(7)、阵列波导光栅(8)、光纤阵列(9)和光电二极管阵列(10);近红外宽带光源(1)与光纤分路器(2)相连,光纤分路器(2)分别与光纤可调谐滤波器(3)、光纤耦合器(4)相连,近红外宽带光源(1)发射的宽谱光经光纤分路器(2)后分成两束,分别入射到光纤可调谐滤波器(3)和光纤耦合器(4);光纤可调谐滤波器(3)和光纤耦合器(4)均与四芯光缆(5)相连,四芯光缆(5)与光纤多参量传感探头(6)相连,光纤可调谐滤波器(3)和光纤耦合器(4)的发射光经四芯光缆(5)入射到光纤多参量传感探头(6);信号处理电路板(7)与光纤可调谐滤波器(3)相连,信号处理电路板(7)控制光纤可调谐滤波器(3),产生的波长调制光作为检测h2s气体的激发光;光纤耦合器(4)、阵列波导光栅(8)与光纤阵列(9)依次相连,光纤多参量传感探头(6)反射的信号光经过四芯光缆(5)中的三根光纤入射到光纤耦合器(4),再被阵列波导光栅(8)色散分光后耦合到光纤阵列(9);光纤阵列(9)、光电二极管阵列(10)和信号处理电路板(7)依次相连,光电二极管阵列(10)接收光纤阵列(9)发射的信号光,信号处理电路板(7)采集并处理光电转换后的光信号。

2.根据权利要求1所述的多参量光纤传感在线监测系统,其特征在于,所述的光纤多参量传感探头(6)主要由激发光纤(11)、气体探测光纤(12)、超声探测光纤(13)、气压探测光纤(14)、透气孔(15)、微型气腔(16)、悬臂梁(17)、超声敏感膜片(18)、气压敏感膜片(19)和陶瓷外壳(20)构成;气体通过透气孔(15)进入微型气腔(16);激发光纤(11)将近红外激发光入射到微型气腔(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈珂赵新瑜马凤翔李辰溪
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1