為探索利用放電光效應對局部放電進行檢測的新方法, 在分析熒光光纖和局部放電的光譜特性的基礎上, 提出了用來檢測放電的三種熒光光纖傳感器的結構。對3種傳感器特性進行了試驗研究比較, 并將其中一種傳感器用于高壓電機的局部放電檢測。結果表明該傳感器和其它檢測手段相配合可以有效地提高電機定子絕緣狀態監測與保護的可靠性。采用相關分析可以提高傳感器的靈敏度。
目前, 常用的對高壓電器設備進行絕緣檢測的方法有: 電測法、化學成分分析法、超聲波檢測法和放電的光效應檢測法。電測法包括用耦合裝置檢測放電電流和檢測所發射的電磁波[ 1 ]。目前在電機絕緣監測中研究得最多的是電流檢測法, 但該方法受電磁干擾比較嚴重。去除干擾是該項技術能否成功的關鍵問題之一。
選擇熒光光纖這種材料作為光效應檢測方法的研究對象, 主要原因是: 1) 光纖作為放電的光傳感元件和傳輸通道有強抗電磁干擾性能[ 1, 2 ]; 2) 局部放電產生光的譜范圍與熒光光纖的光譜范圍大部分重疊; 3) 熒光物質對微弱光線較敏感, 而且, 和普通通訊光纖相比, 熒光光纖可以檢測來自各個方向的光, 不受數值孔徑范圍的限制。
近年來, 日本三菱電氣公司的K. M u to 和法國Pau l Sabat ier 大學R. M angeret 等人, 發表文章闡述了他們在這一領域的成果[ 3～ 5 ]。但他們使用的熒光光纖傳感器僅僅是單根光纖的。日本富士電氣公司的M. M iyamo to 等人在1999 年的電氣絕緣診斷技術的亞洲年會中闡述了利用熒光光纖傳感技術檢測G IS 內部的局放試驗[ 6 ]。但該文卻沒有提及傳感器的形狀和特性。
本文從熒光光纖材料的特點分析入手, 介紹了三種熒光光纖傳感器的結構、特性和典型試驗結果,指出將該成果應用于大型電機定子絕緣放電檢測的效果。