基于光纤S锥的电力变压器油中微水传感研究

• 作者: 江军 吴雪瑞 赵晓林 张晓琴 朱洪斌 张潮海
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光纤传感器 油浸式电力变压器 微水含量 受潮 灵敏度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 高电压技术|High Voltage Engineering
• 页码范围: 425-433,中插34
• 页数: 10页
• 分类号: TM411
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210338

摘要

微水含量是衡量油浸式变压器绝缘性能的一个重要技术参数,实时跟踪变压器油中微水含量对保障油浸式变压器乃至整个电力系统稳定运行具有重要意义.为此,该文提出一种基于光纤S锥的微水传感技术.通过分析S锥形光纤的物理模型,构建S锥引起光强衰减与微水含量的量化关系,并利用光束传输法分析光纤S锥光束传播过程,评估锥腰直径、轴向偏移量等参数对S锥中基模、高阶模之间耦合程度以及高阶模的占比程度和持续长度的影响.制备不同结构参数的S锥光纤传感器,并开展不同微水含量的变压器油样中实测.结果表明,S锥光功率衰减幅值随油中微水含量增加而增加,S锥锥腰直径越细、轴向偏移量越大,对应S锥的检测灵敏度越高.对于锥腰直径为30μm、轴向偏移量为60μm的S锥光纤探头,检测下限达到4.67mg/L.可知,S锥传感器可有效实时跟踪变压器油中的微水含量,有助于及时发现变压器早期存在的绝缘受潮问题,保障其长期安全运行.