【正文】 (3)放電量校正：斷開(kāi)電源接線，用標(biāo)定方波發(fā)生器代替電源校正回路的標(biāo)定單位幅值放電量，標(biāo)定單位幅值放電量有I 00、1000 pc三個(gè)檔[1] 李福祺 [2][3] 超寬頻帶局部放電傳感器的研究 成永紅 李 偉 謝恒 高電壓技術(shù) 24（1） 1993[4] ，胡芳，周粲. (5).2003[5] ［日］和田，［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,[6] Judd M D,Cleary G P,Bennoch C J,et al .Power transformer monitoring using UHF sensors:site trials[DB/OL],Conference Record of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation,Boston,MA USA,Apr 710,2002[7] 基于紅外測(cè)溫技術(shù)的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)傳感器的研究 楊 武, 王小華, 榮命哲, 賈申利. 中 國(guó) 電 機(jī) 工 程 學(xué) (9) 2002[8]。試驗(yàn)電壓不應(yīng)超過(guò)這個(gè)數(shù)值，否則線路將發(fā)生電暈放電，采集到的信號(hào)為混合放電脈沖，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在未放置試品情況下，連接好實(shí)驗(yàn)線路．逐步升高實(shí)驗(yàn)電壓，一旦示波器出現(xiàn)放電脈沖．記錄此時(shí)電壓，即為檢測(cè)線路最低破電電壓，也是晟大允許試驗(yàn)電壓。電極表面和邊緣均打磨光滑。(d)為沿放電模型，兩個(gè)圓形銅板之間縱向放置一個(gè)直徑20 mm，長(zhǎng)5 mm的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣柱：(e)為懸浮放電模型，兩個(gè)直徑50 mill，厚10 mm圓形銅板電極之間距離為10 mm，接地電極上放5252x5 mm環(huán)氧樹(shù)脂板。局部放電與絕緣缺陷類型密切相關(guān)，不同類型的局放，信號(hào)特征也不同，這是正確判斷某一類型放電的重要依據(jù)[8t831。數(shù)字示波器TDS3052B最大采樣率為每秒2．5x109采樣點(diǎn)，帶寬300 MHz。局放信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖5．1所示，采用全封閉光纖電流傳感器采集局放信號(hào)，傳感器的光源波長(zhǎng)為1310 nm，功率為1．7 mW，光電探測(cè)器響應(yīng)度為O．97～W，響應(yīng)時(shí)間為O．5 ns，外接l k．O檢測(cè)阻抗，傳感光纖100 m，閉合光路直徑為6 cm，光圈數(shù)為500。法蘭盤型為C型插孔，具有一定的彈性，便于兩光纖間精確準(zhǔn)直，適合用于單模光纖連接器?；顒?dòng)連接器插針體端面是弧狀的．反射很小。本文選擇的FC／PC型插頭端面曲率半徑最大，近乎平面接觸，反射損耗最低，{0．3 dB。連接器的插針部件使用中，不能旋的太緊，否則會(huì)影響端面的禍合，增加連接器的插人損耗；插針的外圓與纖芯必須高度同心。常溫、單模使用的情況下端面反射損耗為0 2 dB左右。由一個(gè)法蘭盤和兩個(gè)帶尾纖單心光纜的插針體組成，由螺紋將其固定起來(lái)。把光纖接頭連接在一起，從而使光纖接通的器件稱為轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器俗稱法蘭盤。插頭按其端面的形狀可分為3類：Pc型SPC型、APC型。插針是一個(gè)帶有微孔的精密圓柱體，插針的套筒用金屬制成，在套筒中心有一使光纖剛好插入、與外圓高度同心的小孔。使光纖在轉(zhuǎn)換器或變換器中完成插拔功能的部件稱為插頭，連接囂插頭由插針體和若干外部機(jī)械結(jié)構(gòu)零件組成。影響連接器連接部分的傳輸損耗的因素包括附加端面處與空氣層相接觸的端面反射損耗(約為0 l dB)。連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想在高精度襯套的外徑中心與光纖芯子的中心～致時(shí)，把光纖從內(nèi)表面精度很高的套筒兩端插入，并使兩端與襯套同心的光纖對(duì)接?；顒?dòng)連接器伴隨著光通信的發(fā)展而發(fā)展，是光纖應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)元件之一。本文主要應(yīng)用活動(dòng)連接器進(jìn)行光纖的活動(dòng)連接，同時(shí)在偏振器件之間采用了永久性融焊連接，用以確保光路傳輸?shù)拿荛]性。光路中各個(gè)部分都需要緊密連接在一起，確保系統(tǒng)全封閉以保證光路損耗最小，且外部干擾光不能進(jìn)入到光纖中。從光纖的損耗特性來(lái)看，一般是隨波長(zhǎng)加長(zhǎng)而光纖損耗減小，1．3 um處正好是光纖的一個(gè)低損耗窗口。在1．3lum波長(zhǎng)處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。光探測(cè)器接收到的光強(qiáng)J1。全光纖電流傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和安裝都十分方便，克服了直接光測(cè)法的缺點(diǎn)，適合于局部放電在線監(jiān)測(cè)[基于光纖電流傳感器的局部放電檢測(cè)方法研究]。前者柵格周期為一個(gè)定值；后者柵格周期是變化的，變化規(guī)律有很多種。此外，人們還通過(guò)光纖光柵應(yīng)變傳感器制成用于測(cè)量公路運(yùn)輸情況的運(yùn)輸計(jì)、用于測(cè)量公路施工過(guò)程中瀝青應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)等。并且各國(guó)相繼開(kāi)始光纖光柵油氣井壓力傳感器的研究工作。 (5)光纖光柵壓力傳感器　　對(duì)拉力或壓力的監(jiān)測(cè)也是監(jiān)測(cè)的一部分重要內(nèi)容，如橋梁結(jié)構(gòu)的拉索的整體索力、高緯度海洋平臺(tái)的冰壓力，以及道路的土壤壓力，水壓力等。在傳感器受到振動(dòng)時(shí)，在慣性力的作用下，質(zhì)量塊帶動(dòng)兩個(gè)矩形梁振動(dòng)使其產(chǎn)生應(yīng)變，傳遞給光纖光柵引起波長(zhǎng)移動(dòng)。Todd采用雙撓性梁作為轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)了光柵加速度計(jì)。轉(zhuǎn)換器由質(zhì)量板、基板和符合材料組成，質(zhì)量板和基板都是6mm厚的鋁板，基板作為剛性板起支撐作用，中間為8mm厚的復(fù)合材料夾在兩鋁板中間起彈簧的作用。這種“位移傳感器”不是真正意思上的位移傳感器，目前這種傳感器在實(shí)際工程已取得了應(yīng)用，國(guó)內(nèi)亦具有商品化產(chǎn)品。目前常用的封裝方式有基片式、管式和聚合物封裝方式等。 nm/℃左右，這樣對(duì)于工作波長(zhǎng)在1550nm的光纖光柵來(lái)說(shuō)，測(cè)量100℃的溫度范圍波長(zhǎng)變化僅為lnm。 　　溫度也是直接影響光纖光柵波長(zhǎng)變化的因素，人們常常直接將裸光纖光柵作為溫度傳感器直接應(yīng)用。基于光纖光柵技術(shù)的溫度傳感器，采用波長(zhǎng)編碼技術(shù)，消除了光源功率波動(dòng)及系統(tǒng)損耗的影響，適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。目前，比較常用的電類溫度傳感器主要是熱電偶溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器。目前常用的封裝方式主要有基片式、管式和基于管式的兩端夾持式。應(yīng)變直接影響光纖光柵的波長(zhǎng)漂移，在工作環(huán)境較好或是待測(cè)結(jié)構(gòu)要求精小傳感器的情況下，人們將裸光纖光柵作為應(yīng)變傳感器直接粘貼在待測(cè)結(jié)構(gòu)的表面或者是埋設(shè)在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。這些傳感器主要包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器等。 由于光纖光柵與光纖之間天然的兼容性，很容易將多個(gè)光纖光柵串聯(lián)在一根光纖上構(gòu)成光纖光柵陣列，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式傳感，加上光纖光柵具有普通光纖的許多優(yōu)點(diǎn)外，且本身的傳感信號(hào)為波長(zhǎng)調(diào)制，測(cè)量信號(hào)不受光源起伏、光纖彎曲損耗不受光源功率波動(dòng)和系統(tǒng)損耗影響的特點(diǎn)，因此光纖光柵在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用引起了世界各國(guó)有關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注和極大興趣。表2氣象色譜技術(shù)和燃料電池技術(shù)產(chǎn)品正常維護(hù)工作量的估算5結(jié)語(yǔ)燃料電池氣體傳感技術(shù)的發(fā)展為變壓器在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期高可靠性(魯棒性)、免(少)維護(hù)性和可普及性成為可能。在線氣象色譜儀的工作模式為間歇式(與此相對(duì)應(yīng)的是燃料電池技術(shù)工作模式為連續(xù)式)，其維護(hù)周期還與檢測(cè)分析周期的長(zhǎng)短有關(guān)。表2是在規(guī)劃安裝50臺(tái)氣相色譜類在線監(jiān)測(cè)裝置或50臺(tái)燃料電池類產(chǎn)品時(shí)的維護(hù)工作量對(duì)照。因?yàn)橄到y(tǒng)的可靠性幾乎是各個(gè)單元的可靠性的乘積。例如在油氣分離、氣氣分離，氣體檢測(cè)及環(huán)境控制四個(gè)步驟上，在線氣象色譜儀常采用機(jī)械方法脫氣、色譜柱分離組分及相應(yīng)的定量系統(tǒng)和控溫單元。前者可以監(jiān)測(cè)6~7種組分(即全組分)，便于在線利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?如比值法)等進(jìn)行故障類型分析。因此，建議用戶在購(gòu)買在線色譜儀時(shí)要關(guān)注達(dá)到精度要求所需的校準(zhǔn)周期。是KG2100A燃料電池型油中氣體傳感器在使用3年多時(shí)間內(nèi)的零漂變化。另外，一體化燃料電池傳感器也不需要油泵、氣泵和閥門等易損件。　免維護(hù)性新型燃料電池傳感技術(shù)免維護(hù)的概念主要有以下兩方面。它克服了復(fù)合氣體傳感器不能直接讀出單一氣體濃度的不足。現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，在線監(jiān)測(cè)儀會(huì)定期自動(dòng)地對(duì)傳感器進(jìn)行自我測(cè)試，并與儀器出廠時(shí)的測(cè)試值進(jìn)行比較，確保長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)過(guò)程中傳感器始終處于正常工作狀態(tài)。是兩個(gè)使用中KG2100A型傳感器的自我測(cè)試響應(yīng)曲線對(duì)比。復(fù)合式油氣分離膜結(jié)構(gòu)示意圖從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況來(lái)看，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因復(fù)合式油氣分離膜破損造成的傳感器故障。高透氣性的粘結(jié)層的透氣率比高分子膜的透氣率高2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，基本不影響整體透氣速率。是復(fù)合式油氣分離膜示意圖。如變壓器在運(yùn)行中有異常，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量故障氣體的濃度或其變化趨勢(shì)超過(guò)設(shè)定的注意值時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)，使運(yùn)行、檢修人員能及時(shí)掌握變壓器的狀況并采取相應(yīng)措施。其原理是：油中溶解氣體在油氣分離膜兩側(cè)分壓的作用下自動(dòng)滲透透過(guò)膜后的氣體分子直接在一體化氣體傳感器電極上轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、電信號(hào)經(jīng)微處理器換算出氣體濃度及其變化趨勢(shì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地傳送到監(jiān)測(cè)終端。不同型號(hào)傳感器檢測(cè)氣體的差別在于油氣分離膜和燃料電池電極不同的化學(xué)性能。一體化燃料電池氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖它主要由傳感器外殼、油氣分離膜、微型燃料電池、溫度傳感器(未標(biāo)出)、傳感器蓋及傳感器信號(hào)輸出接頭等組成。但由于早期的燃料電池型油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)的是復(fù)合(混合)氣體信號(hào)，變壓器油中一氧化碳(CO)的相對(duì)靈敏度較高，因此即使H2含量很低，在變壓器油中存在高濃度CO的情況下，監(jiān)測(cè)儀的讀書仍有可能超過(guò)報(bào)警值。(2)監(jiān)測(cè)儀誤報(bào)警。據(jù)統(tǒng)計(jì)，原有的傳感器在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中失靈的約80%是由于油氣分離膜不耐負(fù)壓受損而造成的，目前國(guó)內(nèi)一些裝置退出運(yùn)行也主要是由于這原因。但市場(chǎng)上常用的燃料電池型油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置由于受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。(2)對(duì)氣體靈敏度高，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)測(cè)定范圍大，重復(fù)性好。2003年，深圳市奧特迅?jìng)鞲屑夹g(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的復(fù)合型燃料電池氣體傳感器，在隨后的幾年中又陸續(xù)開(kāi)發(fā)了國(guó)際首創(chuàng)的選擇性氫氣和乙炔燃料電池氣體傳感器，使變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置的低維護(hù)、高可靠性得以實(shí)現(xiàn)。燃料電池氣體傳感器通過(guò)檢測(cè)燃料電池兩電極之間的電流信號(hào)(電流強(qiáng)度與氣體濃度成正比)監(jiān)測(cè)變壓器油中氣體的變化。燃料電池是一種通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接把化學(xué)能(氣體或液體燃料)轉(zhuǎn)換成電能，而無(wú)需通過(guò)熱能或機(jī)械能轉(zhuǎn)換的高效能量轉(zhuǎn)換裝置。長(zhǎng)期以來(lái)，變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)的重要性和必要性在電力系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)人員中形成共識(shí)。氧氣檢測(cè)儀也是電化學(xué)傳感器的一種。%稱為氧氣過(guò)量(富氧)，此時(shí)很容易發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)；%為氧氣不足（缺氧），此時(shí)很容易發(fā)生工人窒息、昏迷以至死亡的危險(xiǎn)。同時(shí)，它也可以用于環(huán)保行業(yè)的應(yīng)急事故、工業(yè)衛(wèi)生咨詢、公安檢查、防化等等各個(gè)領(lǐng)域。PID 可以檢測(cè)大多數(shù)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatile organic pound ，簡(jiǎn)稱VOC），簡(jiǎn)單地講，PID可以測(cè)量含碳數(shù)從1（比如，CH2Cl2）一直到10（比如萘）的揮發(fā)性有機(jī)化合物。目前，電化學(xué)傳感器是被廣泛應(yīng)用的檢測(cè)無(wú)機(jī)有毒氣體的傳感器，可以檢測(cè)到特定氣體的電化學(xué)傳感器包括：一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、氯氣、氰氫酸、環(huán)氧乙烷、氯化氫等等。根據(jù)電解質(zhì)的質(zhì)量，其壽命一般為2~4年。電化學(xué)式傳感器是目前被廣泛應(yīng)用的檢測(cè)毒氣的傳感器。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，僅次于金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器。電解電池式傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料做氣敏元件。半導(dǎo)體式傳感器的靈敏度高，分辨率低。檢測(cè)毒氣的傳感器主要有半導(dǎo)體式，電化學(xué)式和電解電池式三種。檢測(cè)可燃性氣體可使用半導(dǎo)體、催化燃燒式（抗中毒型）、熱傳導(dǎo)式和紅外式傳感器。這也就是我們將可燃?xì)怏w檢測(cè)儀又稱作LEL檢測(cè)儀的原因。不同的可燃?xì)怏w的LEL和UEL都各不相同，這一點(diǎn)在標(biāo)定儀器時(shí)要十分注意。如上右圖所示的陰影部分。我們把可燃?xì)怏w遇火源發(fā)生爆炸的濃度稱為爆炸濃度極限，簡(jiǎn)稱爆炸極限，一般用%表示。可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件，那就是：一定濃度的可燃?xì)怏w，一定量的氧氣以及足夠熱量點(diǎn)燃它們的火源，這就是爆炸三要素（如上左圖所示的爆炸三角形），缺一不可，也就是說(shuō)，缺少其中任何一個(gè)條件都不會(huì)引起火災(zāi)和爆炸。由于它們性質(zhì)和危害不同，其檢測(cè)手段也有所不同。C、利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如定電位電解式、