采用EFPI傳感器檢測變壓器局放超聲信號(hào)時(shí)，通常將傳感器安裝在變壓器內(nèi)部進(jìn)行檢測，此方法雖然檢測精度可以得到保證，但在實(shí)際使用時(shí)會(huì)遇到諸多問題，而且對(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)營的變壓器更是無法進(jìn)行內(nèi)部安裝。

針對(duì)于上述實(shí)際問題，目前有外置固體介質(zhì)耦合EFPI傳感器和外置油腔耦合EFPI傳感器兩種檢測方法，實(shí)現(xiàn)在變壓器油箱壁外側(cè)安裝EFPI傳感器檢測局放超聲信號(hào)。

1 外置固體介質(zhì)耦合EFPI傳感器

外置固體介質(zhì)耦合EFPI傳感器如圖1所示。局放超聲信號(hào)傳播到油箱壁，經(jīng)油箱壁后傳播到與之緊密耦合的鋼片上，鋼片受迫振動(dòng)并同時(shí)帶動(dòng)貼附在其上的石英膜片振動(dòng)，此時(shí)石英膜片在復(fù)頻域局放超聲信號(hào)的作用下以諧振的工作方式獲得較大振幅。該傳感器前段鋼片采用與變壓器油箱壁同種材料加工而成，以減少聲波信號(hào)在不同阻抗邊界的傳播衰減，套管與石英膜片及固定結(jié)構(gòu)之間采用膠水粘接的方式來固定[73]。

圖1 外置固體介質(zhì)耦合EFPI傳感器

2 外置油腔耦合EFPI傳感器

外置油腔耦合EFPI傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該傳感器利用局放超聲信號(hào)在液-固-液復(fù)合界面的傳播特點(diǎn)設(shè)計(jì)并制備而成，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)獲得EFPI傳感器輸出信號(hào)強(qiáng)度和傳感器膜片與油箱壁距離L的關(guān)系，確定傳感器的最佳安裝距離。

圖2 外置油腔耦合EFPI傳感器結(jié)構(gòu)

該外置油腔耦合EFPI傳感器與傳統(tǒng)PZT傳感器聯(lián)合檢測局放超聲信號(hào)的安裝示意圖如圖3所示。通過多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其檢測靈敏度要優(yōu)于傳統(tǒng)的PZT傳感器。

圖3 EFPI傳感器與PZT傳感器安裝示意

上述兩種檢測方法都實(shí)現(xiàn)了EFPI傳感器在變壓器油箱壁外側(cè)的安裝使用，解決了EFPI傳感器在電力變壓器內(nèi)部復(fù)雜工況下難以保障穩(wěn)定運(yùn)行的問題，同時(shí)為已投產(chǎn)的變壓器利用EFPI傳感器進(jìn)行局放超聲信號(hào)檢測提供了新的思路和方法，具有一定的研究意義。

本文編自2022年第5期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“非本征光纖法-珀傳感器局部放電檢測研究進(jìn)展”。本文第一作者為陳起超，1988年生,博士研究生,研究方向?yàn)楦邏弘娏υO(shè)備絕緣檢測。通訊作者為張偉超，1984年生,博士,副教授,研究方向?yàn)楣饫w傳感及高壓絕緣檢測。本課題得到了國家自然科學(xué)基金青年基金、黑龍江省普通高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金和國網(wǎng)浙江省電力有限公司科技項(xiàng)目的資助。