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摘要
现有变压器油色谱技术检测存在时效性差、传感元件无法内置于变压器内部、油气分离时间长等问题，该文提出一种基于光子晶体光纤的油中溶解乙炔光热光谱直接检测方法。通过在光纤表面加工尺寸仅为3μm×3μm、且深至芯区的微通道以及光传输损耗低至3.1dB的光纤熔接等方法，研制出可实现激光在油中低损耗传输的油芯光子晶体光纤。理论推导泵浦光导致的光子晶体光纤内温升分布情况，探索探测光相位与油中乙炔含量的关联关系。提出基于外差干涉的油中乙炔光热光谱传感拓扑，在干涉结构传感臂引入光纤环腔，提升了检测灵敏度。此外，提出双泵浦光波长差分降噪方法，可有效降低变压器运行现场噪声对乙炔检测结果的严重干扰。成功实现无需油气分离的油中痕量乙炔高灵敏度、高可靠性检测，检测下限达1.4μL/L。开展变压器油中放电分解乙炔高电位原位实时检测，试验结果表明，所研制的油中溶解乙炔光热光谱检测系统可大幅提高变压器诊断的时效性。
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单位新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学
