局部放电（简称局放）是危害高压电力设备安全运行的重要因素，其发生时伴随有电信号、光信号、超声信号及化学反应产生。在这些现象中超声信号具有高时效性、易于检测及抗电磁干扰等特点，成为近年来的研究热点。对局放超声信号的检测方法逐步由传统的外置压电陶瓷检测法转变为内置的光纤声波传感器检测法。在众多的光纤声波传感器中，非本征光纤法布里-珀罗（Extrinsic Fiber Fabry-Perot Interferometer, EFPI）传感器由于具有结构简单、体积小及灵敏度高等优点而获得国内外研究学者的高度关注。

能够实现对局放点准确定位是局放超声信号检测的一大优势，相比于传统的PZT传感器对局放点定位不同，EFPI传感器能够直接安装于电力变压器内部检测局放超声信号，并通过合理布置传感器位置实现局放点定位，定位所用的传感器数量少且精度高，EFPI传感器的布置方式主要有多点分布式和单点阵列式两种。

1 多点分布式局放点定位研究

多点分布式的定位方法是将EFPI传感器分布安装在变压器内部的三维空间中，一般最少采用四支EFPI传感器，布置方法示意图如图1所示。

图1 多点分布式布置方法示意图

当EFPI传感器分布安装时，一般采用到达时差法（Time Difference of Arrival, TDOA）进行定位计算。该计算方法简单且精度高，但该方法需要在变压器内多点安装，增加了变压器设计制造难度。变压器高低压绕组传感器安装点如图2所示，其中一共四组八支传感器，由此可见这种方法大大增加了变压器的设计与制造难度。

图2 EFPI传感器安装位置示意图

2 单点阵列式局放点定位研究

相比于多点分布式的安装方式，单点阵列式则具有便于安装和使用的优点，其实物图如图3所示。

图3 方形平面阵列EFPI传感器实物图

图3中四支EFPI传感器膜片处于同一水平面上，且每两支传感器间相隔90°，这种单点阵列式的方式虽然便于安装和使用，但定位精度较低，需要对传感器的排列方式和定位算法进行优化才能满足检测需求。将四支传感器膜片水平高度进行调整后形成的空间三维排列如图4所示。经实验研究发现，利用空间三维排列的EFPI传感器对不同方向的超声信号测向精度误差小于4°。

图4 三维阵列EFPI传感器示意图

本文编自2022年第5期《电工技术学报》，论文标题为“非本征光纤法-珀传感器局部放电检测研究进展”，作者为陈起超、张伟超 等。本文第一作者为陈起超，1988年生，博士研究生，研究方向为高压电力设备绝缘检测。通讯作者为张伟超，1984年生，博士，副教授，研究方向为光纤传感及高压绝缘检测。本课题得到了国家自然科学基金青年基金、黑龙江省普通高校基本科研业务费专项资金和国网浙江省电力有限公司科技项目的资助。