本書作者司文榮,正高級工程師,IEEE高級會員,上海市優秀技術帶頭人。2009年畢業于西安交通大學,獲得博士學位,2010年進入華東電力試驗研究院有限公司工作?,F任國網上海市電力公司電力科學研究電力試驗研究中心主任。主要研究方向為高電壓試驗技術、電力設備狀態感知與診斷技術等。獲國家電網公司、行業省部級科學技術獎10余項(排名第一6項);獲中國電力優秀青年科技人才獎、優秀青年能源科技工作者獎,并入選國家電網有限公司青年人才托舉工程(科技類);主持、參與上海市、國網公司及省公司科技項目10余項;發表中英文學術論文100余篇;授權國家發明專利30余項。
本書以推動內置式超聲波、特高頻一體化傳感耦合技術在變壓器局部放電監測方面的工程應用為目的,介紹了局部放電光纖非本征法珀型超聲波傳感耦合技術,闡述了局部放電光纖非本征法珀型超聲波傳感器制造工藝,最終介紹了研制的變壓器內置式局部放電超聲波、特高頻一體化傳感器。
本書首先對國內外在用和在研的AE法、UHF法變壓器局部放電測量方法及相關傳感器技術進行了全面回顧,分析了內置式AE法傳感器以及將AE法傳感器和UHF法傳感器進行一體化綜合設計、研制、試驗和工程應用的巨大必要性和技術可能性,在此基礎上詳細介紹了EFPI光纖AE傳感器以及與油閥接入式UHF傳感器相結合的設計研制思路。
沿著這一思路,作者對法珀腔和微米級敏感膜片的性能及其影響因素進行理論分析,提出針對EFPI傳感器靜態工作點漂移的超聲波信號自補償措施,給出一套完整的面向EFPI傳感器的光強解調表征系統設計及試驗驗證。通過有限元仿真,分析敏感膜片結構參數對固有頻率和聲壓靈敏度這兩項主要傳感器指標的影響,提出敏感膜片的參數設計方法,介紹基于MEMS工藝的膜片制造過程,并分析制造過程中殘余應力對膜片性能的主要影響。在明確設計方法及制造流程的基礎上,提出相應的法珀腔組裝及探頭封裝方法??紤]到變壓器內置式PD傳感器的特殊工作環境,在膜片固體力學的基礎上,分析溫度場、變壓器油黏性對敏感膜片性能參數的影響,探討傳感器布置與信號采集的基本關系,進而通過傳感器與變壓器內電磁場間的相互作用機制,優化變壓器內置式PD傳感器的布置方案。最后,介紹基于變壓器放油閥接入的采用EFPIAE及UHF的一體化PD傳感器及信號異頻同步采集裝置,給出在典型油紙缺陷模型及實際變壓器中安裝與應用的測試結果。
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