采用EFPI傳感器檢測變壓器局放超聲信號時，通常將傳感器安裝在變壓器內部進行檢測，此方法雖然檢測精度可以得到保證，但在實際使用時會遇到諸多問題，而且對于已經投產運營的變壓器更是無法進行內部安裝。

針對于上述實際問題，目前有外置固體介質耦合EFPI傳感器和外置油腔耦合EFPI傳感器兩種檢測方法，實現在變壓器油箱壁外側安裝EFPI傳感器檢測局放超聲信號。

1 外置固體介質耦合EFPI傳感器

外置固體介質耦合EFPI傳感器如圖1所示。局放超聲信號傳播到油箱壁，經油箱壁后傳播到與之緊密耦合的鋼片上，鋼片受迫振動并同時帶動貼附在其上的石英膜片振動，此時石英膜片在復頻域局放超聲信號的作用下以諧振的工作方式獲得較大振幅。該傳感器前段鋼片采用與變壓器油箱壁同種材料加工而成，以減少聲波信號在不同阻抗邊界的傳播衰減，套管與石英膜片及固定結構之間采用膠水粘接的方式來固定[73]。

圖1 外置固體介質耦合EFPI傳感器

2 外置油腔耦合EFPI傳感器

外置油腔耦合EFPI傳感器的結構如圖2所示，該傳感器利用局放超聲信號在液-固-液復合界面的傳播特點設計并制備而成，并結合實驗獲得EFPI傳感器輸出信號強度和傳感器膜片與油箱壁距離L的關系，確定傳感器的最佳安裝距離。

圖2 外置油腔耦合EFPI傳感器結構

該外置油腔耦合EFPI傳感器與傳統PZT傳感器聯合檢測局放超聲信號的安裝示意圖如圖3所示。通過多次實驗結果對比發現，其檢測靈敏度要優于傳統的PZT傳感器。

圖3 EFPI傳感器與PZT傳感器安裝示意

上述兩種檢測方法都實現了EFPI傳感器在變壓器油箱壁外側的安裝使用，解決了EFPI傳感器在電力變壓器內部復雜工況下難以保障穩定運行的問題，同時為已投產的變壓器利用EFPI傳感器進行局放超聲信號檢測提供了新的思路和方法，具有一定的研究意義。

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”。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。