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

針對于上述實際問題，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。

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，鋼片受迫振動并同時帶動貼附在其上的石英膜片振動，此時石英膜片在復(fù)頻域局放超聲信號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在液-固-液復(fù)合界面的傳播特點設(shè)計并制備而成，并結(jié)合實驗獲得EFPI傳感器輸出信號強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的安裝示意圖如圖3所示。通過多次實驗結(jié)果對比發(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)定運行的問題，同時為已投產(chǎn)的變壓器利用EFPI傳感器進行局放超聲信號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》，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展”。本文第一作者為陳起超，1988年生,博士研究生,研究方向為高壓電力設(shè)備絕緣檢測。通訊作者為張偉超，1984年生,博士,副教授,研究方向為光纖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)費專項資金和國網(wǎng)浙江省電力有限公司科技項目的資助。