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题名局部放电探测光导结构参数的仿真优化
被引量：2
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作者
陈跃
任明
王凯
关浩斌
夏昌杰
王刚
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机构
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
高功率微波技术重点实验室
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出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期5061-5072,共12页
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基金
国家电网公司总部科技项目(5500-202218131A-1-1-ZN)。
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文摘
局部放电光学检测能力依赖于光学耦合前端的光学性能。光导体作为局部放电弱光信号探测的一种重要耦合部件,在光子收集和传递、增加光学探测器的视场角度等方面具有重要作用,提升其光子收集能力对于局部放电光学传感灵敏度具有重要意义。为此,以光导受光面的辐照度均值及探测视场角度作为其性能评估指标,根据光导材料的光学参数对光导体几何光路进行了设计和计算,明确了光导几何结构参数的优化设计思路,并采用蒙特卡罗模拟方法对光导受光面的辐照度均值进行计算,对不同几何形状光导体头部的光损耗及视场大小进行了比较分析,得到了较为一般性的光导设计结论。结果表明:10°楔型或10°二楔型的头部几何形状比传统圆柱更利于光信号的低损耗传播,平均辐照度值分别提高了25.08%及5.1%~7%,视场角度分别扩大了约20°及10°,减小了探测盲区,并间接提高了光电探测器的灵敏度。最后,阐述了光线平行度、光导材料的色散与折射率等参数对光导设计及探测效果的影响。该研究对局部放电光信号耦合器件的几何设计和参数优化具有指导意义。
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关键词
光导体
局部放电的光学检测
辐照度
视场角度
蒙特卡罗光线追迹
几何光学
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Keywords
light guide
optical detection of partial discharge
irradiance
field angle
monte carlo ray tracing
geometrical optics
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分类号
TM855
[电气工程—高电压与绝缘技术]
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