局部放電（簡稱局放）是危害高壓電力設備安全運行的重要因素，其發生時伴隨有電信號、光信號、超聲信號及化學反應產生。在這些現象中超聲信號具有高時效性、易于檢測及抗電磁干擾等特點，成為近年來的研究熱點。對局放超聲信號的檢測方法逐步由傳統的外置壓電陶瓷檢測法轉變為內置的光纖聲波傳感器檢測法。在眾多的光纖聲波傳感器中，非本征光纖法布里-珀羅（Extrinsic Fiber Fabry-Perot Interferometer, EFPI）傳感器由于具有結構簡單、體積小及靈敏度高等優點而獲得國內外研究學者的高度關注。

能夠實現對局放點準確定位是局放超聲信號檢測的一大優勢，相比于傳統的PZT傳感器對局放點定位不同，EFPI傳感器能夠直接安裝于電力變壓器內部檢測局放超聲信號，并通過合理布置傳感器位置實現局放點定位，定位所用的傳感器數量少且精度高，EFPI傳感器的布置方式主要有多點分布式和單點陣列式兩種。

1 多點分布式局放點定位研究

多點分布式的定位方法是將EFPI傳感器分布安裝在變壓器內部的三維空間中，一般最少采用四支EFPI傳感器，布置方法示意圖如圖1所示。

圖1 多點分布式布置方法示意圖

當EFPI傳感器分布安裝時，一般采用到達時差法（Time Difference of Arrival, TDOA）進行定位計算。該計算方法簡單且精度高，但該方法需要在變壓器內多點安裝，增加了變壓器設計制造難度。變壓器高低壓繞組傳感器安裝點如圖2所示，其中一共四組八支傳感器，由此可見這種方法大大增加了變壓器的設計與制造難度。

圖2 EFPI傳感器安裝位置示意圖

2 單點陣列式局放點定位研究

相比于多點分布式的安裝方式，單點陣列式則具有便于安裝和使用的優點，其實物圖如圖3所示。

圖3 方形平面陣列EFPI傳感器實物圖

圖3中四支EFPI傳感器膜片處于同一水平面上，且每兩支傳感器間相隔90°，這種單點陣列式的方式雖然便于安裝和使用，但定位精度較低，需要對傳感器的排列方式和定位算法進行優化才能滿足檢測需求。將四支傳感器膜片水平高度進行調整后形成的空間三維排列如圖4所示。經實驗研究發現，利用空間三維排列的EFPI傳感器對不同方向的超聲信號測向精度誤差小于4°。

圖4 三維陣列EFPI傳感器示意圖

本文編自2022年第5期《電工技術學報》，論文標題為“非本征光纖法-珀傳感器局部放電檢測研究進展”，作者為陳起超、張偉超 等。本文第一作者為陳起超，1988年生，博士研究生，研究方向為高壓電力設備絕緣檢測。通訊作者為張偉超，1984年生，博士，副教授，研究方向為光纖傳感及高壓絕緣檢測。本課題得到了國家自然科學基金青年基金、黑龍江省普通高校基本科研業務費專項資金和國網浙江省電力有限公司科技項目的資助。