[发明专利]一种基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置

说明书

本发明公开了一种基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置，包括泵浦光源、隔离器、耦合器、波分复用器、光纤激光传感器，光纤激光传感器粘接在悬臂梁上，悬臂梁粘接在电缆上，光纤激光传感器后端依次设置有非平衡干涉仪、光电转换模块，泵浦光源发出的泵浦光经过隔离器和耦合器后分为两路，经过波分复用器后进入光纤激光传感器，电缆局放时产生的振动将引起悬臂梁的振动，进而引起光纤激光传感器发出的光波长产生变化，通过非平衡干涉仪将波长的变化转换为相位的变化，最终通过光电转换模块解调出波长信息，进而得到振动信号，将振动信号通过卷积神经网络进行在线比对，反映电缆局放检测结果，判断电缆是否异常。

技术领域

本发明属于电力检修技术领域，具体涉及一种基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置。

背景技术

随着国民经济的提升以及电力需求不断的增长，电网规模越来越大，电压等级越来越高。电缆作为电力系统的重要组成部分，在电网中扮演着越来越重要的角色，其状态关系到电网的稳定运行。但由于电缆通常埋于地下，其状态具有较强的隐蔽性，一旦发生故障不仅对与及时发现故障部位进行抢修带来一定的挑战同时也会造成重大的经济损失。

根据国家电网公司对6kV～500kV交联电缆故障统计数据，电力电缆故障原因是复杂多样的，电缆制造过程中混入的空隙和杂质、敷设安装过程中造成的划痕和污染以及老化过程中产生的电树枝都会引起不同程度的局部放电，而局放也是造成电缆绝缘劣化的重要因素，因此局部放电检测涵盖了电缆故障中绝大多数的起因，所以对电缆局放检测的研究具有重要的意义。

现有技术中，对电缆进行局放检测的方法主要是采用定期试验维修的方法，这种离线试验方法为电力行业做出了重要的贡献，但我们也时常碰到，经过试验维修，合格的设备投入运行后不久就出现事故的情况。电缆在试验时使用耐压试验等方法，本身就会对其造成损伤，加快了电缆的老化，影响电缆的绝缘特性，目前急需一种电缆局放监测装置，在不破坏电缆的情况下对电缆进行局放检测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置，在不破坏电缆的情况下对电缆进行局放检测。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

一种基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置，监测装置包括依次设置的泵浦光源、隔离器、耦合器，耦合器的后端设置有波分复用器，波分复用器的后端设置有光纤激光传感器，光纤激光传感器粘接在悬臂梁上，悬臂梁粘接在电缆上，光纤激光传感器后端依次设置有非平衡干涉仪、光电转换模块，泵浦光源用于发射泵浦光，泵浦光依次经过隔离器和耦合器后分为两路，经过波分复用器后进入光纤激光传感器，电缆局放时产生的振动将引起悬臂梁的振动，悬臂梁振动发生形变引起光纤激光传感器发出的光波长产生变化，通过非平衡干涉仪将波长的变化转换为相位的变化，最终通过光电转换模块解调出波长信息，进而得到振动信号，将振动信号通过卷积神经网络进行在线比对，反映电缆局放检测结果，判断电缆是否异常。

进一步的，光纤激光传感器为DFB激光器。

进一步的，卷积神经网络包括卷积层和池化层。

进一步的，卷积神经网络中样本库为电缆局放的振动信号，包括电缆主绝缘内存在气隙、杂质引起局部放电的振动信号、导体的尖端、毛刺引起局部放电的振动信号、电缆终端产生局部放电的振动信号。

进一步的，样本库中的振动信号中带有正确目标图像的为正样本，带有错误目标图像的为负样本，卷积神经网络利用正样本和负样本进行机器学习。

与现有技术相比，本发明提供的基于光纤激光传感技术的电缆局放监测装置有以下有益效果：