基于Michelson光纤干涉仪的局部放电超声检测技术研究的任务书.docx

基于Michelson光纤干涉仪的局部放电超声检测技术研究的任务书
一、研究背景及意义
近年来，绝缘系统的安全性、可靠性越来越受到重视。在高压电设备中，局部放电（Partialdischarge，PD）是绝缘失效的预兆之一，因此局部放电的检测对于预防事故、延长电力设备的使用寿命具有重要意义。然而，传统的PD检测方法具有一定的局限性和缺点，如探头复杂、灵敏度不高，检测不全面等问题，这些瓶颈制约了PD检测技术的发展。
近些年来，光纤干涉仪技术因其高分辨率、抗干扰、模块化、传感器化和实时控制等优点受到广泛关注，逐渐被应用于实时监测和诊断高压电力设备中未显示的缺陷。此技术通过利用光纤的干涉效应，实现对介质中的变化进行监测和试验，因此可以绝缘系统中的PD信号进行实时检测。
而Michelson干涉仪是一种经典的干涉仪，其结构简单、灵敏度高、分辨率高，因此在PD监测方面也可以发挥重要作用。本研究旨在利用光纤干涉仪中的Michelson干涉仪技术，研究局部放电超声检测技术，并探索其在高压电力设备绝缘分析方面的应用。
二、研究内容及步骤
1.Michelson光纤干涉仪的设计：
根据Michelson干涉仪的原理，设计PD信号检测系统，包括一个激光发射器、一根光纤、一个互换镜、一个分束器、一个反射镜，以及一个探测器。设计时需注意光纤的长度、反射镜和激光的位置等参数的选择和设计。
2.PD超声信号的采集：
采用超声探测器，获取PD信号引起的超声波信号，并通过共模光纤将信号传输给光纤描变仪。
3.PD超声信号和光纤信号的混合：
将获取的PD超声信号通过光纤与光信号混合，产生激发局部放电的特异性超声，在混合的过程中注意信号的正负极性。
4.PD超声信号和光纤信号的干涉生成噪声：
将混合后的信号通过Michelson干涉仪实现光纤信号和PD超声信号干涉，进而产生噪音，检测噪声的大小、波形等，分析PD信号的特征和产生噪声的因素。
5.PD信号的分析处理：
根据PD信号的特征和产生噪声的因素，对信号进行分析和处理，以实现PD信号的检测、定位和分析。
6.PD检测的实验验证：
在实验室的高压电设备上进行PD检测实验，以验证本研究的技术可行性和准确性。
三、研究预期目标
本研究旨在建立基于Michelson光纤干涉仪的PD信号检测系统，具体预期目标如下：
1.设计出符合检测要求和使用方便的局部放电检测系统。
2.实现局部放电超声检测的信号获取、干涉和分析处理，探讨其检测机制和检测灵敏度。
3.完成高压设备中局部放电检测的实验验证，初步检测出部分高压设备中的局部放电缺陷。
4.探索该技术在实际应用过程中的问题和应对策略。
四、研究计划
1.第一年：建立Michelson光纤干涉仪局部放电检测系统，验证检测原理和检测灵敏度。
2.第二年：完善检测系统，进行可靠性和高效性的实验验证。
3.第三年：对检测结果进行分析和处理，编写检测软件并对软件性能进行测试和优化。
4.第四年：针对实际检测环境进行系统检测，并进行镶嵌式光纤传感器的研究和开发。
五、研究意义
在高压电设备中，PD是一种潜在的绝缘故障，利用Michelson光纤干涉仪技术开发新型PD检测技术，可以有效提升PD检测的精度和效率，减少绝缘故障率，进而提高高压设备的安全性和可靠性，在电力传输和分配等领域发挥重要作用。同时，该研究还可为其他领域的PD检测技术提供参考和借鉴。