绝缘子沿面局部放电的光电探测效率分析研究

为了实现荧光光纤局部放电检测系统的开发,针对绝缘子沿面放电光辐射特性,对荧光光纤光电测量系统关键性能和匹配效率进行了对比分析。通过试验获得了绝缘子沿面放电光谱主要成分、特征谱线和随放电强度变化的光谱统计范围,并结合绝缘子沿面放电发射光谱、荧光光纤激发光谱、光纤的捕获效率,对比分析了两种荧光光纤对局部放电的荧光激发效率,得到了两种典型聚苯乙烯（PS）荧光光纤的激发强度和激发效率。结果表明：激发光谱为299～477 nm的光纤要优于294～410 nm的光纤;R3896型光电倍增器（PMT）与荧光光纤系统结合匹配效率更优,PMT在最优驱动偏压下信噪比（SNR）达到峰值12.45 dB;在最优驱动偏压下自然散热系统的自温漂效应大致为7%,冷却恢复时间大致为40 min。     

基于紫外荧光光导的增强型局部放电光电传感技术对比研究

本文从提升局部放电光电检测效率角度出发,采用Dy³⁺和Ce³⁺掺杂荧光玻璃作为前端耦合光导,提升了放电紫外光谱波段的检测效率,并通过荧光光导与单光子器件相配合的方式,实现了宽光谱、高灵敏度的局部放电光电探测。研究中,首先对两种荧光光导的激发光谱和荧光光谱特性进行了对比分析,计算了其与硅光电倍增管和光电倍增管的匹配效率,在此基础上对两种光导的光度衰减时间和荧光脉冲滞后时间进行了测定,最后通过局部放电的实测,对比分析了两种光导测试系统的灵敏度、线性度及其在放电统计特性上的差异。     

利用光纤技术监测高压电器设备局部放电的初步研究

从荧光光纤的原理、特点入手，对荧光光纤监测局部放电的可能性和意义进行了论述，并分析比较了３种规格光纤传器的传输效率、灵敏度和光谱性能。阐述了研究思路与过程，通过试验给出结论。     

荧光光纤布置方式对局部放电信号检测的影响研究

局部放电（partial discharge,PD）光测法具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点，是电气设备绝缘状态检测的重要和有效方法之一，其信号检出能力与荧光光纤传感器的布置方式息息相关。本文搭建了荧光光纤PD检测实验平台，研究了直线布置和阿基米德布置两种情况下传感器与绝缘缺陷相对距离的变化对PD检测效果的影响，并与常用的特高频法进行了对比。结果表明：阿基米德布置比直线布置具有更高的灵敏度；当荧光光纤与PD缺陷的距离小于45 cm时，这两种布置方式下光测法的灵敏度都高于特高频法。对于直线布置，水平距离增加比垂直距离增加对PD检测的不利影响更大。对于阿基米德布置，荧光光纤横向偏移对检测PD的影响大于水平距离。最后，根据两种布置方式的特点和开关柜容易出现PD的位置，给出了荧光光纤在开关柜布置的建议。     

用于检测变压器局部放电的荧光光纤传感系统研制

基于局部放电产生光效应的物理现象和荧光光纤具有传感一定波长微光信号的特性,研制出一种检测局部放电信号的荧光光纤传感系统.阐述了荧光光纤检测局部放电光信号的原理,给出了传感器主要参数和系统组件,在实验室搭建的模拟变压器油中局部放电试验研究平台上,与超高频法的检测结果相比较表明,两种方法在检测油中针-板绝缘缺陷产生的局部放电时,得到的放电脉冲都集中在工频正负电压峰值附近,且在反映放电脉冲次数和放电发生相位上具有很好的一致性.超高频法检测局部放电信号大小主要反映脉冲幅值高低,即得到的是φ-u-n三维谱图;光测法检测局部放电信号大小主要反映脉冲能量大小,即得到的是φ-p-n三维谱图.由于荧光光纤传感器可方便埋设于变压器绕组绝缘中,对复杂绝缘结构内部的局部放电进行在线监测具有广泛的应用前景.     

变压器油中气体拉曼光谱光纤增强检测实验研究

变压器油中溶解气体检测是目前国内外公认的诊断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的有效方法之一.拉曼光谱利用单一波长的激光同时实现混合气体直接检测,具有明显的优势.论文开展了基于空芯光子带隙光纤的光纤增强拉曼光谱检测实验研究:基于MATLAB仿真确定了最佳光纤长度为1 m;设计并搭建了基于空芯光子带隙光纤增强的变压器油中溶解...     

光谱测量与仪器

锚链式水下多光谱辐射计的设计；液芯光纤光谱仪；平面波导微型光谱仪系统芯片中Taper耦合结构的研究；时间分辨多光谱技术研究[编者按]     

基于圆柱体耦合结构的液漏检测 光纤传感器

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结构具有更高的耦合率。对聚合物光纤（POF）进行加工,得到插入损耗为0.31dB的圆柱体耦合结构。LED灯带作为扫描光源,对带有耦合结构的光纤进行检测能力验证,当耦合介质由空气变为水时,光功率强度变化可达32.8%以上。实验结果表明,圆柱体耦合结构与现有耦合结构相比损耗明显降低,所涉及的光纤传感器能够对液漏进行有效检测。     

三维荧光光谱技术结合交替残差三线性化算法 检测成品油污染物

油类污染物是危害生态环境的主要因素之一,混合油类污染物的精确识别与测量对于环境监测具有重要意义。针对混合油类污染物光谱组分严重重叠,难以采用化学方法进行分辨的问题,研究采用三维荧光光谱技术结合交替残差三线性化(alternating residuals trilinearization, ART)算法检测油类污染物。ART算法是对平行因子的改进,无需预先设定因子数。搭建三维荧光光谱检测系统,研究0#柴油、97#汽油和煤油的三维荧光光谱特征。配置30组0#柴油、97#汽油和煤油的SDS胶束溶液,采用ART算法对混合油类污染物散射消除后的三维荧光光谱数据进行解析,实验结果表明ART算法对0#柴油、97#汽油和煤油的平均回收率分别为103.6%、97.32%和99.86%,解析得到的3种成分光谱与真实光谱吻合度较高,定性和定量分析均表明,三维荧光光谱结合ART算法是一种有效的成品油污染物检测方法。     

基于悬臂梁光纤F-P声传感器的光声光谱检测法及其对微量乙炔气体的检测

运行变压器油中溶解微量乙炔气体含量能有效反映变压器内部的过热与放电故障;光声光谱气体检测是实现其在线监测的有效手段。传统的光声光谱采用电麦克风检测气体产生的光声信号,微弱的电学信号易受到变压器周围强电磁环境的干扰,严重影响微量气体检测的稳定性和灵敏度。论文开展微量乙炔气体光纤F-P传声光声光谱检测研究,结合光纤激光功率放大技术,将乙炔特定波长处的激发光功率由20 mW提高到了200 mW;制作了悬臂梁F-P光纤声传感器探头匹配共振光声池共振频率,实现悬臂梁与共振光声池的双共振增强;采用波长调制以气体光声信号二次谐波幅值检测气体浓度;搭建了基于光纤F-P光纤声传感器的乙炔气体光声光谱检测平台,实现了微量乙炔气体的稳定检测,线性度好,拟合优度为0.99,体积分数检测极限达15×10~(-9)。