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。

图 EFPI传感器结构图

大型电力设备在发生局部放电时，其放电量一般较小，产生的局放超声信号较为微弱，同时超声信号在电力设备内部传播时受多方因素影响衰减较大。因此为了能够更好、更全面地检测到局放信号，就要进一步提高传感器的检测灵敏度。

传感器膜片是决定其检测灵敏度的重要因素，不同材料的膜片本身材料属性存在一定差异，且加工难度也相差甚远。以聚合物、硅和石英为基底制作的膜片厚度达到微米级，使用上述材料制备的传感器检测灵敏度基本在100nm/kPa左右；以银、金和多层石墨烯为基底制作的膜片厚度已经达到100nm，使用上述材料制备的传感器检测灵敏度可达到1000nm/kPa；以二硫化钼为基底制作的膜片厚度达到10nm以下，使用其制备的传感器检测灵敏度达到89nm/Pa。

通过EFPI传感器的发展历程可以看出，为了能够获得更高的检测灵敏度必须要提高膜片基底材料的加工技术，同时寻找性能更为良好的材料。

在确定传感器膜片所用材料后，为进一步优化传感器检测灵敏度需要对传感器结构尺寸进行深入计算。目前关于对传感器结构尺寸优化计算的研究较少，对于不同材料在微米甚至纳米级别的物性研究也较少，使传感器结构设计无法形成完善的系统，这也成为制约传感器发展的一个原因。

在获得最优传感器结构后，对于其结构稳定性的要求就显得尤为迫切，这是由于几乎所有的大型电力设备都工作在极其复杂的工况下。在复杂工况下，安置于其中的传感器如果结构发生破坏，极容易导致二次事故的发生，危害生产安全，这也是多数电力生产部门对在大型电力设备内部安装EFPI传感器的最大顾虑。加快EFPI传感器的应用推广，必然要提高其结构稳定性，优化安装位置，杜绝因传感器损坏而引发的二次事故。

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。