基于DFB光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测系统的制作方法

本发明涉及放电检测，具体为基于dfb光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测系统及方法。

背景技术：

1、随着国民经济的提升以及电力需求不断地增长，电网规模越来越大，电压等级越来越高。电缆作为电力系统的重要组成部分，在电网中扮演着越来越重要的角色，其状态关系到电网的稳定运行。但由于电缆通常埋于地下，其状态具有较强的隐蔽性，一旦发生故障不仅对于及时发现故障部位进行抢修带来一定的挑战同时也会造成重大的经济损失。

2、为提升电缆运行可靠性，需要及时发现并确定电缆中缺陷点及电缆绝缘性能的劣化程度，随着传感器技术及数据分析技术的不断发展，促进了在线监测技术的快速发展，在线监测方法有局部放电法、护层电流监测、温度监测以及基于介电特性的检测方法等。

3、由于电力电缆局部放电与绝缘状况有十分密切的相关性。一旦电缆绝缘存在着可能危及电缆安全运行寿命的缺陷，必然在局部放电上有所体现。国内外专家学者以及iec、ieee和cigre等国际电力权威机构，一致推荐局部放电试验为交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘状况评价的最佳方法。电缆局放是绝缘介质内部发生的局部击穿和熄灭现象。高压电缆的许多故障实际是由于局部放电引起的。目前在电缆运行监测中，常用的局部放电法可分为：1)高频电流(hfct)局放检测法；2)超高频(uhf)局放检测法；3)超声波(aa)局放检测法；4)温度检测法和化学局放检测法等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于dfb光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测系统，以解决上述背景技术提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于dfb光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测系统，包括悬梁支撑机构，所述悬梁支撑机构包括安装在地面的方形基座，所述方形基座的顶部表面开设有若干个圆形上紧开孔，若干个所述圆形上紧开孔的内部均安装有若干根与地面紧固安装的连接销钉，所述连接销钉的底部与地面螺纹紧固安装，位于所述方形基座的顶部表面四周均安装有连接垫片，四根所述连接垫片的端面侧壁分别布设在悬梁支撑立柱的外壁，所述悬梁支撑立柱的顶端中部安装有条状侧板，所述条状侧板的顶端中部固定安装有六角支撑盘，所述六角支撑盘的顶部边缘均开设有圆形孔，所述圆形孔的孔位内均设置有紧固螺钉，所述悬梁支撑立柱的顶端中部安装有第一支撑立杆，所述第一支撑立杆表面固定安装有第一步进电机，所述第一步进电机的输出端侧壁分别开设有圆形开孔；

3、所述圆形开孔孔位内部通过上紧销钉横向安装有用于翻转驱动的驱动杆，所述驱动杆的一端设置有热熔驱动连杆，所述热熔驱动连杆的一端设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与顶部设有的热熔驱动连杆的顶部传动连接。

4、作为本发明一种优选方案：所述第二驱动电机一端固定安装有小臂悬梁，所述小臂悬梁的底设有检测机构，所述检测机构包括安装设置在小臂悬梁底端中部的铰接杆轴，所述铰接杆轴的轴体底部安装有方形连接块，所述方形连接块的端头侧壁设有板面装配楔子。

5、作为本发明一种优选方案：所述板面装配楔子的一端设有方形撑板，所述方形撑板的板面顶部四周边缘均固定安装有防护框架，所述防护框架由若干根连杆拼接组成；

6、位于所述方形撑板的顶端中部设置有980nm泵浦光源，所述980nm泵浦光源外部安装有外壳，所述外壳内部固定安装有用于放射指定检测光源的放射器，且所述放射器的一端安装有出光口。

7、作为本发明一种优选方案：所述出光口的一端设置有接线套管，所述接线套管的一端密封连通安装有探照线，所述探照线的线体一端均对应安装有探照头，所述探照头的端头位置与被探照对象电感应连接。

8、作为本发明一种优选方案：所述外壳的侧壁中部安装有操作面板，所述操作面板的端头侧壁开设有方形开槽，所述方形开槽的槽位中部均对应安装有用于成像的显示屏，位于操作面板的另一端设置有操作凸块，所述操作凸块的一端与外壳内部的功率发射器电性连接。

9、作为本发明一种优选方案：位于所述外壳的侧壁还安装有光电探测器，所述光电探测器的内部设置有光电检测感应头，所述光电检测感应头的端头中部固定安装有连接套管，所述连接套管的一端设置有用于感应检测的光纤线，所述光纤线的一端一体连接有光感检测头，所述光电探测器的端头侧壁表面还安装有一层感应显示屏，所述感应显示屏的屏幕表面均对应安装有方形外框；

10、所述小臂悬梁的一端均固定安装有dfb激光器，所述dfb激光器的一端固定安装有外箱体，所述外箱体的底端中部固定安装有连接座，所述连接座的顶端中部均竖直安装有连接头，所述dfb激光器的激光放射端均接入有激光放射头，所述激光放射头的一端均连接有接入插头，所述接入插头的一端通过外接设置的接入连接线，所述接入式连接线的一端连接设有用于dfb激光器出光导光的光纤光栅；

11、所述小臂悬梁的底端边侧安装有支撑机构，所述支撑机构包括安装设置在小臂悬梁底部边侧的活动关节，所述活动关节的底端中部安装有夹持支撑架，所述夹持支撑架的底端中部均对应安装有铰接轴，所述铰接轴的底端中部均对应安装有l型支撑垫片，所述l型支撑垫片的端头中部固定安装有连接杆轴，所述连接杆轴的一端固定安装有支撑弹簧，所述支撑弹簧的端头中部固定安装有第二支撑立杆，所述第二支撑立杆的底端中部横向安装有方形垫板。

12、作为本发明一种优选方案：所述方形垫板的顶端中部固定安装有迈克尔逊干涉仪，所述迈克尔逊干涉仪的一端固定安装有控制机构，所述第一步进电机、第二驱动电机、nm泵浦光源、放射器、探照线、探照头、显示屏、功率发射器、光电探测器、光电检测感应头、感应显示屏、dfb激光器和迈克尔逊干涉仪均与外接电源电性连接。

13、基于dfb光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测方法，上述任意一项所述的基于dfb光纤激光器和悬臂梁的电缆局放检测系统，s1：基于特定的电子元件对于多个元件组合装配完整的检测系统；

14、s2：按照各dfb激光器，nm泵浦光源，带有法拉第转镜的迈克尔逊干涉仪，压电陶瓷，光电探测器，数据采集卡进行使用。

15、作为本发明一种优选方案：s1的具体步骤为：第一步：dfb激光器上刻有光纤光栅，当由于电缆局部放电产生的振动信号作用于悬臂梁时，悬臂梁发生形变，引起dfb激光器中刻写的π相移光纤光栅周期和折射率发生变化，而后按照dfb激光器的波长发生移动，dfb激光器的波长变化通过迈克尔逊干涉仪解调出，实现基础的检测。

16、作为本发明一种优选方案：s2的具体步骤为：第一步：按照dfb激光器上的光纤光栅，且采用电缆局部放电产生的振动信号作用于悬臂梁，悬臂梁发生形变，引起dfb激光器中刻写的π相移光纤光栅周期和折射率发生变化，进而dfb激光器的波长发生移动，dfb激光器的波长变化通过迈克尔逊干涉仪解调出。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1)通过设有的六角支撑盘和紧固螺钉用于对顶端的支撑结构的紧固安装，系统包括粘接在悬臂梁上的dfb激光器，980nm泵浦光源，带有法拉第转镜的迈克尔逊干涉仪，压电陶瓷，光电探测器，数据采集卡，dfb激光器上刻有光纤光栅，当由于电缆局部放电产生的振动信号作用于悬臂梁时，悬臂梁发生形变，使得dfb激光器的波长发生变化，通过迈克尔逊干涉仪将波长解调出来，引起dfb激光器中刻写的π相移光纤光栅周期和折射率发生变化，进而dfb激光器的波长发生移动，dfb激光器的波长变化通过迈克尔逊干涉仪解调出，从而达到了更好更均匀的检测；

19、2)通过设有的控制结构和相应的检测支架，为了避免光纤光栅出现啁啾现象，悬臂梁的形状选择等腰三角形，所选的材料金属或者聚合物，将dfb激光器粘接在三角形悬臂梁的中心凹槽处，由于dfb激光器的长度为40mm，所以三角形的高需要大于这个数值，实现了更好地实现组合安装。