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[发明专利]一种光纤分布式电力变压器振动传感系统-CN202111609650.2有效
发明人：马国明;秦炜淇;杜厚贤;张猛;齐鹏;谈元鹏;张中浩;林爽 -专利权人：华北电力大学;中国电力科学研究院有限公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明属于电力设备在线监测领域，尤其涉及一种光纤分布式电力变压器振动传感系统。本发明以电力变压器发生内部机械故障时，箱体表面的振动信号会发生改变为理论基础，通过设计一种分布式光纤传感系统，将传感光纤蛇形绕制并粘贴于变压器油箱表面，可以实时采集并解调变压器上百个测点的振动信号，克服了现有技术存在的测点少、灵敏度低、易受电磁干扰、空间分辨率低等缺点。本发明使用低噪声窄线宽激光器、掺铒光纤放大器、带通滤波器可以最大限度的降低噪声影响；添加参考光纤可以进一步提升信噪比；设置光纤保护层与铠装光缆可以有效保护传感光纤，具有分布式、抗电磁干扰、长期可靠、电绝缘、高空间分辨率等诸多优点。
一种光纤分布式电力变压器振动传感系统

[发明专利]一种架空输电导线运行状态分布式监测的装置及方法-CN202210838733.7有效
发明人：马国明;王思涵;史荣斌;郭腾俊;秦炜淇;王伟;郭陟峰 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明提出一种架空输电导线运行状态分布式监测的装置及方法，属于输电线路状态监测与光纤传感领域。本发明提出的架空输电导线运行状态分布式监测的装置，其特征在于，由架空输电导线、杆塔、分布式光纤传感系统和信号传输光缆组成，其中架空输电导线中包含温度形状传感光单元，能够精确感知架空输电导线的温度和应变分布。本发明提出的架空输电线路运行状态分布式监测的方法，其特征在于，利用布里渊频移量解调、温度分布计算、应变分布计算、曲率‑挠度离散分布计算、曲率‑挠度连续函数计算、三维形状曲线计算和风偏角‑弧垂计算7个步骤实现架空输电导线运行状态的分布式监测，精确计算架空输电导线弧垂和风偏角。
一种架空输电导线运行状态分布式监测装置方法

[发明专利]一种基于单模光纤的触发信号传输装置及方法-CN202111347763.X在审
发明人：赵利军;陈磊;王磊;唐亮;马国明;曹猛;王伟;刘昊;秦炜淇;戴敏;何慧雯 -专利权人：国网新源控股有限公司;河北丰宁抽水蓄能有限公司;中国电力科学研究院有限公司;华北电力大学
申请日： 2021-11-15 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： H04B10/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单模光纤的触发信号传输装置及方法，所述装置包括：发射端，用于对传感器输出的第一触发电信号进行预处理，并当经过预处理的第一触发电信号大于等于预设可调参考电压时，将所述经过预处理的第一触发电信号转换成第一触发光信号；接收端，用于将所述触发光信号转换为第二触发电信号，以将所述第二触发电信号输出至在线监测设备。本发明能够为输变电设备测量点距离较远且需精确同步状态监测时，提供时延低、波形畸变小、信号衰减小的信号传输，实现可快速、高效、不失真地传输触发信号，大大减少了工作量，显著提高工作质量。
一种基于单模光纤触发信号传输装置方法

[发明专利]一种用于抽水蓄能电站的GIS陡波测量触发系统-CN202111339899.6在审
发明人：孙文东;赵利军;王磊;唐亮;马国明;穆良;王伟;何慧雯;戴敏;秦炜淇;刘昊 -专利权人：国网新源控股有限公司;河北丰宁抽水蓄能有限公司;中国电力科学研究院有限公司;华北电力大学
申请日： 2021-11-12 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01R31/00 文献下载
摘要：本申请提供一种用于抽水蓄能电站的GIS陡波测量触发系统，包括：由GIS外壳所述GIS外壳内置有GIS导杆；所述GIS外壳的侧壁上设置有两个GIS预留手孔；第一GIS预留手孔与GIS局部放电传感器连接；GIS局部放电传感器的输出端通过BNC电缆连接光纤脉冲触发器的输入端；所述光纤脉冲触发器的输出端通过光纤连接光纤脉冲接收器的输入端；所述光纤脉冲接收器的输出端连接示波器；第二GIS预留手孔固定连接有暂态过电压传感器；所述暂态过电压传感器的输出端通过BNC电缆连接低压臂阻容盒的输入端；所述低压臂阻容盒的输出端通过所述BNC电缆连接阻容分压盒的输入端；所述阻容分压盒的输出端通过BNC电缆连接所述示波器；解决现有技术GIS陡波信号不能多点、同步采集及准确测量的问题。
一种用于抽水蓄能电站 gis 测量触发系统

[发明专利]一种变压器局部放电光纤分布式传感系统-CN202210455967.3有效
发明人：马国明;史荣斌;王伟;胡靖;林仲钦;刘昊;秦炜淇 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G01R31/12 文献下载
摘要：一种变压器局部放电光纤分布式传感系统，可对变压器实现分布式局部放电超声传感与定位，包括泵浦源、980/1550nm波分复用器、光纤传感元、电光调制器、电光调制驱动器、可调射频源、1×2光纤耦合器、密集波分复用器、延迟光纤、1×4光纤耦合器、光电探测器和数据处理模块；四个光纤传感元串联传感，实现简化传感光路拓扑；四个光纤传感元返回光信号中心波长互异，采用密集波分复用器进行波分复用，采用电光调制器进行周期性线性扫频，并利用延时光纤的不同时延令不同波段的光波产生光频差，实现对不同光纤传感元的频分复用，最终仅用一个光电探测器对四个光纤传感元返回传感信号进行探测，实现对变压器局部放电光纤分布式传感。
一种变压器局部放电光纤分布式传感系统

[发明专利]一种基于反射超声的铅蓄电池容量在线测量的装置及方法-CN202210321033.0有效
发明人：马国明;王伟;刘昊;高斌光;吴立峰;秦炜淇;贾佳;杜厚贤 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： G01R31/379 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于反射超声的铅蓄电池容量在线测量的装置及方法，一种方法是超声回波信号的特征量提取计算方法，利用回波信号与电池容量之间的联系，给出单点容量计算公式。另一种方法是综合容量计算方法，因为回波信号大小与测量点位置关系密切，在单点容量计算结果的基础上，不同位置乘以不同的系数，进一步提升电池容量的准确性。并提供了一种基于反射超声的铅蓄电池容量在线测量的装置，通过定量控制耦合剂用量和超声换能器压力值，采用单个超声换能器实现信号的发射和接收，具有结构简单、空间紧凑、经济实用等特点，具有抗电磁干扰能力强和测量准确度高等优点，实现了铅蓄电池容量方便、快速、准确地测量。
一种基于反射超声蓄电池容量在线测量装置方法

[发明专利]一种海底电缆局部放电光传感单元及分布式传感系统-CN202210227962.5有效
发明人：马国明;秦炜淇;王思涵;郭腾俊;郭陟峰;史荣斌;杜厚贤 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2022-03-10 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G01R31/12 文献下载
摘要：一种海底电缆局部放电光传感单元及分布式传感系统。其中，该光传感单元为纤芯含等间隔弱反射点的单模光纤，用于传输传感光信号并感知电缆局放，弱反射点用于产生菲涅尔反射或布喇格反射，增加传感信号强度；该传感系统包括：光传感单元、可调谐激光器、声光调制器、信号发生器、掺铒光纤放大器、光纤耦合器、延迟光纤、光纤环形器、窄线宽激光器、光电探测器、数据采集卡和数据处理模块。本发明解决现有技术无法实现长距离海底电缆局放超声信号分布式传感的问题，通过采用具有弱反射点的光传感单元提高信噪比；通过多频时序脉冲调制提高系统长度带宽积；通过双脉冲延迟干涉和反正切算法检测信号相位变化，实现局放声信号分布式传感和还原。
一种海底电缆局部电光传感单元分布式系统

[发明专利]一种GIS手窗式VFTO传感与触发一体化测量装置-CN202210024387.9有效
发明人：马国明;刘昊;秦炜淇;韩达;翟士聪;王伟 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2022-01-11 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G01R19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种GIS手窗式VFTO传感与触发一体化测量装置。所述的装置包括：VFTO波形传感单元、VFTO波形参数提取单元、特征信号发送单元、触发电信号获取单元、触发光信号生成单元、触发光信号解调单元、金属屏蔽外壳、独立电源装置、屏蔽箱、上位机。本发明通过硬件电路获取VFTO特征参数，波形参数所需存储空间小，处理速度快，可远程监测，并具有数据远程传输功能。本发明可通过一个GIS手窗式VFTO传感器同时完成VFTO特征参数测量和触发信号获取，触发信号通过单模光纤传输，实现多测点远距离同步触发功能，无需额外增加独立的触发装置，即可实现多测点的同步测量，降低了VFTO测量成本和测量装置的复杂程度。
一种 gis 手窗式 vfto 传感触发一体化测量装置

[发明专利]基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置-CN202111436133.X在审
发明人：雷龙武;黄建业;杜厚贤;焦飞;刘冰倩;林爽;吴涵;杨彦;廖飞龙;郑州;秦炜淇;马国明;张猛;齐鹏;谈元鹏;张中浩;王昕;林忠立 -专利权人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院;华北电力大学;中国电力科学研究院有限公司;国网福建省电力有限公司检修分公司;福建水口发电集团有限公司;国网福建省电力有限公司
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01R31/62 文献下载
摘要：本发明提出一种基于振动信息的三相电力变压器故障诊断与定位方法及装置，其使用分布式光纤振动传感器对振动进行采集，可同时测量上百个测点的振动信号，以便建立变压器三维故障定位体系。使用冷却系统振动信号进行变压器箱体的振动的去噪，使用测量时实际施加的电压电流值对振动信号进行修正，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，解决了传统少测点、无修正的检测方法检测准确率低、故障定位精度低、适用范围小的问题。能够实时监测变压器工作状态，可实现绕组变形、绕组松动与铁芯松动故障的识别与定位，具有传统诊断方法不具备的故障类型判别准确、故障定位精度高、适用范围广、在线监测等诸多优点。
基于振动信息三相电力变压器故障诊断定位方法装置

[发明专利]一种变压器内部光纤磁场传感器-CN202111428982.0在审
发明人：马国明;高婷玉;王玉昆;林仲钦;秦炜淇;高丹;王渊;谢洋洋 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种变压器内部光纤磁场传感器，可以用于油中磁场在线定位测量，识别变压器绕组形变故障。磁场测量系统为磁流体包覆的锥形光纤磁场传感器，锥形光纤磁场传感器的输入端接收有源FBG的反射光信号，输出端连接的光电转换电路将光信号转换为电压信号传输至信号采集与检测系统，信号采集与检测系统的输出端与上位机相连接，采集光电转换电路输出的电信号，并发送电信号到上位机中。上位机对接收的信号进行运算，获得变压器绕组周围磁场的分布情况，实现对变压器故障的在线监测。从而延长变压器的使用寿命，降低变压器运行维护费用。此外，该传感器抗扰动效果好，可以抗变压器油的腐蚀，且可以长期稳定工作。
一种变压器内部光纤磁场传感器

[发明专利]一种变压器油中溶解甲烷在线测量系统-CN202111430735.4在审
发明人：马国明;王玉昆;高丹;高婷玉;王渊;秦炜淇 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G01N21/45 文献下载
摘要：本发明公开了一种变压器油中溶解甲烷在线测量系统及方法。其中，该变压器油中溶解甲烷测量系统包括：宽带光源，用于产生波长范围1528‑1605nm的宽带光；涂覆甲烷敏感膜的锥形光纤甲烷传感器，用于测量变压器油中甲烷浓度；光谱分析仪和计算机，用于读取光谱以及解调数据。其中，锥形结构光纤传感器为对单模光纤进行熔融拉锥而制成，拉锥后在锥形光纤表面涂覆甲烷敏感膜，敏感膜为含笼形分子Cryptophane‑A的紫外固化氟硅氧烷（UVCFS）多孔甲烷敏感薄膜。锥形光纤甲烷传感器可以直接放置在变压器油中，当待测变压器油中的甲烷分子与敏感薄膜中的笼形分子Cryptophane‑A作用时，敏感薄膜的折射率快速改变，使宽带光经过锥形光纤形成的干涉光谱发生偏移，通过测量干涉光谱波长偏移量，即可获得待测变压器油中甲烷气体浓度。本发明具有无需油气分离、抗变压器油腐蚀、灵敏度高、稳定性好等特点。
一种变压器溶解甲烷在线测量系统

[发明专利]一种GIS局部放电声光电联合检测复合传感器-CN202111360546.4在审
发明人：马国明;王伟;贾佳;韩维星;秦炜淇;刘昊;翟士聪;韩达 -专利权人：华北电力大学
申请日： 2021-11-17 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： G01R31/12 文献下载
摘要：本发明涉及GIS局部放电检测领域，具体而言，涉及一种GIS局部放电声光电联合检测复合传感器。本发明以局部放电产生声、光、电信号的本质物理现象为基础，通过GIS设备的检修手孔进行安装，通过本发明中的超声波传感器、光学传感器和宽频电压传感器可以同时测量GIS局部放电产生的声、光、电信号，克服现有技术存在的缺陷，显著提升GIS局部放电传感测量灵敏度和准确度。本发明通过各个部分的优化设计，进行合理加工、开槽、安装，具有布局科学、结构简单、空间紧凑、安装方便、经济实用等特点，具有抗电磁干扰能力强，可同时监测声、光、电多源信号，测量灵敏度和准确度高等优点。
一种 gis 局部电声光电联合检测复合传感器

[发明专利]光纤分布式局部放电检测系统-CN202010548895.8有效
发明人：马国明;张猛;史荣斌;周宏扬;秦炜淇;殷禹;吴昱怡;崔博源 -专利权人：华北电力大学;中国电力科学研究院有限公司;国网江苏省电力有限公司
申请日： 2020-06-16 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01R31/12 文献下载
摘要：本发明提出一种光纤分布式局部放电检测系统，包括基于Michelson干涉的光纤传感系统、快速光开关、光开关控制器、芯轴型光纤传感单元、绝缘子环绕型光纤传感单元，快速光开关的一个输入端口对应多个输出端口，基于Michelson干涉的光纤传感系统通过快速光开关对多个光纤传感单元进行时分复用，实现分布式传感测量；光开关控制器控制光开关各个输出端口自动循环切换。本发明的系统，通过光路切换系统实现了时分复用，使传感系统的分布式传感能力，实现同时对多个GIS绝缘子局放故障定位，并提出了光纤传感单元的设置原则，解决对于GIS局部放电的分布式定位的方向性问题。
光纤分布式局部放电检测系统

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